JP2008207609A - ワーク取り出し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パレット奥の横桟とワーク押さえ手段が接触したときにワーク押さえ手段を接触方向とは反対方向に退避させて干渉を無くすワーク取り出し装置を提供する。
【解決手段】縦置きパレットに縦置きに複数配置されたガラス３をパレット手前から奥側に向かって順次取り出すワーク取り出し装置７であって、前記ガラス３の上端縁を押圧し該ガラス３をパレット底部に押し付けてガラス３のパレット奥行き方向への倒れ込みを防止するガラス押さえ手段６１を有し、このガラス押さえ手段６１が横桟と接触したときに、接触方向とは反対方向にガラス押さえ手段６１を退避させる干渉回避手段７０を備える。干渉回避手段７０は、横桟に接触する接触部材７１と、ガラス押さえ手段６１を摺動自在とするスライドレール７２及びスライダー７３と、ガラス押さえ手段６１を一方に押し付ける弾性部材７４と、からなる。
【選択図】図２８

Description

本発明は、縦置きに配置されたパレットからワークを取り出すワーク取り出し装置に関する。

例えば、自動車の組立工程においては、これまで手作業にてガラスのピッキング作業を行って来たが、ガラスの重量が重いこと等からこのピッキング作業の自動化が求められている。

そのピッキング作業の自動化の一例として、例えば、ガラスを種類別に収容した複数のパレットを環状に配列し、そのパレットの配列中にガラスを装置外へ搬出するためのガラス搬出手段を設け、選択したパレットからハンド機構で所定のガラスを保持し、パレットの配列に沿って設けられたレールに沿って移動体を移動させることで前記ガラスをガラス搬出手段まで移送するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３２７１０８号公報

ところで、縦置きに複数配置されたガラスをパレット手前から奥側に向かって順次取り出す場合、ガラスがパレット奥行き方向へ倒れるのを防止するガラス押さえ手段でガラスを上から押さえるようにしている。

しかし、最後のガラスをパレットから取り出す際、パレット奥の横桟とガラス押さえ手段との隙間が無く、パレットの寸法バラツキやパレットの設置位置バラツキなどによりガラス押さえ手段が横桟に干渉してガラスを押さえ付けることが出来なくなる。

そこで、本発明は、パレット奥の横桟とワーク押さえ手段が接触したときにワーク押さえ手段を接触方向とは反対方向に退避させて干渉を無くすワーク取り出し装置を提供する。

本発明は、ロボットの手首部分に取り付けられたワーク取り出し装置によりパレットに縦置きに複数配置されたワークをパレット手前から奥側に向かって順次取り出すワーク取り出し装置であって、前記ワークの上端縁を押圧し該ワークをパレット底部に押し付けてワークのパレット奥行き方向への倒れ込みを防止するワーク押さえ手段を有し、前記ワーク押さえ手段が前記パレット奥の横桟と接触したときに、接触方向とは反対方向にワーク押さえ手段を退避させる干渉回避手段を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ワーク押さえ手段がパレット奥の横桟と接触したときに、接触方向とは反対方向にワーク押さえ手段を退避させる干渉回避手段を有しているので、パレットの寸法バラツキやパレットの設置位置バラツキを吸収して確実にガラスを押さえ付けることができる。したがって、高価な位置検出、補正機能を使用することなくガラス押さえ手段を適正な位置に移動させて補正することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施の形態は、第１のパレットからガラス（ワーク）を取り出して第２のパレットに移し替えるガラス移し替えシステムに本発明を適用した例である。

「ガラス移し替えシステムの説明」
図１は第１のパレットに配置されたガラスをワーク取り出し装置で取り出して第２のパレットへ移し替えるガラス移し替えシステムの配置図（レイアウト図）である。

ガラス移し替えシステムは、図１に示すように、作業フロア上に敷設された一対のレール１上を移動自在（図１中Ｘ方向に移動自在）なロボットであるハンドリングロボット２と、このハンドリングロボット２の走行経路に沿って所定間隔を置いて複数配置されたガラス３を配置してなる第１のパレット４（４Ａ〜４Ｊ）と、第１のパレット４からガラス３を取り出しこれを移し替えて順次積載される第２のパレット５と、ハンドリングロボット２の手首部分６に取り付けられ、第１のパレット４から所定のガラス３を取り出すワーク取り出し装置７と、を備える。

＜第１のパレット＞
図２は第１のパレットの斜視図、図３は仕切板とガラスとを交互に段積みした状態における第１のパレットの正面図、図４は図３の側面図、図５は仕切板の跳ね上げ動作を示す図である。

第１のパレット４は、ガラス３を製造しているガラス製造メーカとそのガラス３を使用して自動車を組み立てる車両生産工場間を巡回する専用パレットであり、ガラス面を水平にして段積みする平置き型のパレットである。この第１のパレット４は、レール１に沿って移動するハンドリングロボット２の走行経路（ロボット走行経路）に沿って所定間隔を置いて複数配置されると共に、そのロボット走行経路の両側にそれぞれ配置されている。本例では、図１に示すように、ロボット走行経路の片側に第１のパレット４を５つずつ設け、両側で合計１０個の第１のパレット４を配置している。これら第１のパレット４は、柵１００及び光電管柱１０１で囲まれたパレット配置エリアＡの中に配置される。光電管柱１０１には、このパレット配置エリアＡに人が入ったときにガラスピッキング動作を停止させるためのセンサーなどが取り付けられている。

第１のパレット４には、例えば、同一種類のガラス３が所定間隔を置いて複数配置されると共に、各第１のパレット４のそれぞれには車種又は仕様によって異なる種類のガラス３が配置される。第２のパレット５から一番遠い第１のパレット４Ａには、Ａ車用のリヤガラスが配置され、その隣の第１のパレット４Ｂには、Ｂ車用のリヤガラスが配置され、その隣の第１のパレット４Ｃには、Ｃ車用のリヤガラスが配置されている。なお、本実施の形態では、前記ガラス３が車体組み立て用のワークに相当する。

かかる第１のパレット４は、図２から図４に示すように、後述するワーク取り出し装置７がこの第１のパレット４に段積みされたガラス３を取り出すためにアクセスし得るように前面及び天面を開放させている。第１のパレット４には、ワーク取り出し装置７の侵入奥側に２本の支柱８、８が設けられている。この支柱８、８には、ガラス３を平置きにして載置させる仕切板９が回動自在に取り付けられている。仕切板９は、所定間隔を置いて設けられた各支柱８、８のそれぞれに基端部を回動自在に取り付ける第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂと、これら第１アーム９Ａと第２アーム９Ｂを連結する連結アーム９Ｃ、９Ｄとからなる。

第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの基端部には、図５に示すように、２つの軸１０、１１が設けられている。一方の軸１０は、仕切板９を回転させるときの回転中心軸であり、他方の軸１１は、仕切板９を略水平状態とする第１の状態とガラス３を取り出せる跳ね上げ状態となる第２の状態とに位置保持させる軸である。以下、一方の軸１０を回転中心軸１０、他方の軸１１を位置保持決め軸１１と称する。回転中心軸１０は、支柱８に形成された長穴形状の第１カム溝１２にスライド自在に挿入係合されている。そして、位置保持決め軸１１は、同じく支柱８に形成された逆Ｕ字形状の第２カム溝１３にスライド自在に挿入係合されている。

また、この第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの基端側部には、図２または図４に示すように、仕切板９を第１の状態から第２の状態へ回転させるときの回転操作力を軽減するコイルバネ１４が掛けられている。コイルバネ１４は、一端を支柱８に形成したバネ係止孔１５に係止させ、他端を第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂに設けたバネ係止片１６に係止させることで、前記仕切板９と前記支柱８、８間に亘って掛けられている。

また、第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの先端部には、ガラス３を間に挟み所定間隔を保持させた状態で仕切板９を段重ねにするためのスペース形成部材１７が形成されている。このスペース形成部材１７がその下に配置される仕切板９の第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの先端部上面に当接することで、上下の仕切板９、９間にガラス３を配置するスペースが形成される。

連結アーム９Ｃ、９Ｄには、仕切板９の上に平置きされたガラス３を押さえ付けて位置ずれが生じないようにするためのガラス押さえ部材１８Ａ、１８Ｂが上下面にそれぞれ複数個取り付けられている。ガラス押さえ部材１８Ａ、１８Ｂは、ガラス３に傷を付けることなく且つ大きな荷重を掛けることのないゴムやウレタンなどの弾性に富んだ材料が使用される。

このように構成された仕切板９は、ガラス３を平置きにして配置させる略水平状態となる第１の状態（図５（Ａ）の状態）と、ガラス３を取り出せる跳ね上げ状態となる第２の状態（図５（Ｂ），（Ｃ）の状態）との間で開閉自在とされる。図５（Ｃ）の状態は、仕切板９を跳ね上げた第２の状態を保持させる（ロックする）状態を示している。この仕切板９の開閉動作及び仕切板９の第２の状態を位置決め保持させる動作については、後述するものとする。

なお、第１のパレット４は、各ガラスメーカの違いや加工寸法精度の誤差があるため、そのパレットの高さ寸法、幅寸法及び奥行き寸法にバラツキがあり、同様に仕切板９の高さや幅寸法も一定ではなくバラツキを有している。

「第２のパレット」
図６は第２のパレットを示し、（Ａ）は第２のパレットの正面図、（Ｂ）は第２のパレットの平面図、（Ｃ）は第２のパレットの右側面図、図７は第２のパレットの左側面図である。

第２のパレット５は、図６及び図７に示すように、後述するハンドリングロボット２の手首部分６に取り付けられたワーク取り出し装置７によって第１のパレット４から取り出されたガラス３を順次配列して積載させるためのいわば生産順列パレットである。この第２のパレット５には、各第１のパレット４Ａ〜４Ｊ毎で異なる種類とされたガラス３の中から車体組み立て生産順番に従って取り出されたガラス３が積み重ねられる。かかる第２のパレット５は、前記第１のパレット４を作業フロア上に配置させたパレット配置エリアＡの側方であって前記ハンドリングロボット２の走行方向と略直交する方向に走行する。

第２のパレット５は、ガラス３を平置きさせるための２つで一組とするワーク支持部材５０、５０と、この一組のワーク支持部材５０、５０を高さ方向に所定間隔を置いて複数固定させる支持受け部５１と、ワーク支持部材５０、５０の上に積載されたガラス３との接触を防止する外枠５２と、これらを載せる車台５３と、車台５３の下に設けられ第２のパレット５を自動走行させるＡＧＶ５４と、から構成されている。

ワーク支持部材５０は、ガラス３に傷を付けないように緩衝材をその表面に有した丸棒からなり、一端を自由端とし他端を前記支持受け部５１に固定させたいわゆる片持ち梁状態とされている。これらワーク支持部材５０は、所定間隔を置いて並行に配置された２つのワーク支持部材５０、５０を一組として前記支持受け部５１の両側にそれぞれ高さ方向で複数組となるように取り付けられている。

前記一組のワーク支持部材５０、５０間のスペースは、ガラス３を載置させるガラス積載部５５とされる。これらガラス載置部５５のうち、第２のパレット５の走行方向前方を第１積載部５６、その反対側の走行方向後方を第２積載部５７としている。つまり、この第２のパレット５には、ガラス３を走行方向前方から積載させる第１積載部５６と、ガラス３を走行方向後方から積載させる第２積載部５７を有している。

前記支持受け部５１は、車台５３から所定間隔を置いて垂直に起立する２本の支柱５８と、この２本の支柱５８の先端間を連結する連結柱５９とからなる。そして、この支持受け部５１の各支柱５８に、前記ワーク支持部材５０をそれぞれ固定させている。

外枠５２は、第１積載部５６と第２積載部５７に積載させたガラス３に不用意に接触しないようにこれらを四方及び天面から覆うようにして前記車台５３に設けられている。

車台５３は、ガラス製造メーカでこの第２のパレット５を搬送するときと、組み立て工場に搬送するときに使用される車輪６０を有している。但し、第２のパレット５にガラス３を積載するときには、車輪６０は使用しない。

ＡＧＶ５４は、車台５３の下に取り付けられ、所定のプログラムに基づいて第２のパレット５を走行させる。この第２のパレット５の走行に関しては、後述するものとする。

＜ワーク取り出し装置＞
図８はワーク取り出し装置の斜視図、図９はワーク取り出し装置の正面図、図１０はワーク取り出し装置の平面図、図１１はワーク取り出し装置の側面図である。

ワーク取り出し装置７は、各第１のパレット４Ａ〜４Ｊ毎で異なる種類とされたガラス３の中から車体の組み立て生産順番に従って、所望の第１のパレット４から所定のガラス３を取り出した後、その取り出したガラス３をハンドリングロボット２でワーク移し替え位置まで移送させ、組み立て生産順番となるように第２のパレット５に順次配列して積載させる作業を繰り返し行う装置であり、前記レール１上を往復運動するハンドリングロボット２の手首部分６に取り付けられている。

ワーク取り出し装置７は、図８から図１１に示すように、ガラス３を吸着保持するワーク保持手段である吸着保持機構部１９と、略水平状態とされる第１の状態にある仕切板９の下に入り込んでこの仕切板９を跳ね上げ、該仕切板９を前記ガラス３が取り出せる状態となる第２の状態とする跳ね上げ手段である跳ね上げ部材２０と、仕切板９の高さ位置をハンドリングロボット２に教示させ、ワーク取り出し装置７をその高さ位置に位置合わせする高さ倣い手段２１と、仕切板９の幅方向位置をハンドリングロボット２に教示させ、ワーク取り出し装置７をその幅方向に位置合わせする幅方向倣い手段２２と、仕切板９が跳ね上げられて第２の状態とされたときに、この仕切板９を弾性力で押し込んで前記回転中心軸１０と位置保持決め軸１１を前記第１カム溝１２及び第２カム溝１３の位置決め保持位置に差し込んで該仕切板９を第２の状態に位置決め保持させる仕切板差込み手段２３と、ワーク押さえ手段であるガラス押さえ手段６１と、を備えている。

吸着保持機構部１９は、ハンドリングロボット２の手首部分６に取り付けられた装置本体部２４から突出するプレート２５に設けられている。かかる吸着保持機構部１９は、ガラス３を吸着保持する吸着パッド２６と、この吸着パッド２６をガラス３の曲面に合わせて追従揺動可能とする揺動機構（図示は省略する）と、ガラス３の奥行き方向のガラス保持位置をハンドリングロボット２の基準位置に合致させる位置調整機構部２７とを備える。本実施の形態では、ガラス３をバランスよく吸着保持するために吸着保持機構部１９を３つ設けている。

跳ね上げ部材２０、高さ倣い手段２１、幅方向倣い手段２２及び仕切板差込み手段２３は、何れも装置本体部２４の両側に取り付けられた平面視逆Ｌ字状をなすアーム２８、２８の先端部に設けられ、前記吸着保持機構部１９を挟んでその両脇に配置されている。これら跳ね上げ部材２０、高さ倣い手段２１、幅方向倣い手段２２及び仕切板差込み手段２３は、アーム２８の先端部に取り付けられた第１シリンダ２９によって上下動されるブロック本体３０に取り付けられている。

高さ倣い手段２１は、仕切板９の第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの上面に接触する接触部材３１と、この接触部材３１を第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂに対して接近離反方向に上下動させる第１駆動部である第１シリンダ２９と、この接触部材３１を水平方向に移動させて第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂと対向する上方位置と第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂと対向しない退避位置とに移動させる第２駆動部である第２シリンダ３２と、からなる。

接触部材３１には、第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの上面に対して点接触するローラが使用される。かかる接触部材３１は、支持プレート３３に取り付けられると共にパレット毎で仕切板９の幅寸法に生じるバラツキを吸収するべく複数個設けられている。この支持プレート３３は、ブロック本体３０に固定される第２シリンダ３２に取り付けられ、該第２シリンダ３２によって水平方向に移動されるようになっている。また、この接触部材３１は、第１シリンダ２９によって上下方向に昇降動され、第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂに接近してその上面に接触せしめられる。

幅方向倣い手段２２は、仕切板９の第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの側面に接触する接触部材３４と、この接触部材３４を第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂに対して接近離反方向に水平移動させる第３駆動部である第３シリンダ３５と、からなる。

接触部材３４は、支持プレート３６に取り付けられる球体からなり、その球面形状とされた接触部位を前記第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの側面に接触させる。支持プレート３６は、前記ブロック体３０に固定される第３シリンダ３５によって水平方向に移動され、球面形状とした接触部材３４の接触部位を、前記第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの側面に接触させる。

仕切板差込み手段２３は、第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの先端に設けられたスペース形成部材１７の先端に当接する当接部材３７と、この当接部材３７を前記仕切板９を押し込む方向（図５（Ｃ）の矢印で示す方向）に押圧する弾性力を付与する弾性部材であるコイルバネ３８と、からなる。

当接部材３７は、前記幅方向倣い手段２２を水平移動させる前記第３シリンダ３５に取り付けられるプレート３９に設けられた当接部材取付部材４０に固定されている。コイルバネ３８は、同じく前記プレート３９に設けられたバネ支持部材４１と前記当接部材取付部材４０との間に設けられたシャフト４２に装着されている。この当接部材３７は、例えば弾性に富んだゴムやウレタンなどからなる。

跳ね上げ部材２０は、前記した第３シリンダ３５に取り付けられるプレート３９に設けられた跳ね上げ部材取付部材４３に固定されている。かかる跳ね上げ部材２０は、略水平状態とされる第１の状態にある仕切板９の下に入り込んで（第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの下面に接触して）この仕切板９を跳ね上げる円柱形状をなすローラからなる。この跳ね上げ部材２０は、ハンドリングロボット２がワーク取り出し装置７を上方に持ち上げたとき前記第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの下面に当接して仕切板９を回転させながら跳ね上げるようになっている。また、この跳ね上げ部材２０は、前記第３シリンダ３５の駆動により前記幅方向倣い手段２２と共に水平移動し、第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの下面と対応する位置に配置されるようになされる。

ガラス押さえ手段６１は、前記した装置本体部２４から突出する２つの支持アーム６５の先端にそれぞれ固定されている。かかるガラス押さえ手段６１は、上下動機構を構成するエアー又は油圧で動作する駆動シリンダ６２と、この駆動シリンダ６２のシリンダロッド６３の先端に取り付けられたウレタンなどからなるパッド６４とを備える。このガラス押さえ手段６１は、第１のパレット４に縦置き型のパレットを使用した場合、その縦置き型の第１のパレット４に縦置きに配置されたガラス３を吸着パッド２６で吸着する際に、当該ガラス３がパレット奥方向（ガラス配列方向）へと倒れて吸着できなくなるのを防止する。すなわち、このガラス押さえ手段６１は、吸着パッド２８でガラス３を吸着する際に、前記シリンダロッド６３を進退させてその先端部に設けたパッド６４を第１のパレット４上に起立して縦置きされたガラス３の上端部に押し付けることで前記ガラス３の倒れを防止する。

このように構成されたワーク取り出し装置７を備えた前記ハンドリングロボット２は、図示を省略する制御部からの指令を受けて作動し、レール１上を往復動すると共に、手首部分６に取り付けたワーク取り出し装置７をその指令に応じて動かすようになっている。

「ワーク取り出し方法」
次に、前記したワーク取り出し装置７によって第１のパレット４に配置されたガラス３を取り出すワーク取り出し方法について説明する。

図１２から図１９は、ワーク取り出し装置によって第１のパレットからガラスを取り出すワーク取り出し方法の一連の工程を示し、図１２はワーク取り出し装置をハンドリングロボットで教示位置にアプローチさせる工程を示す全体図、図１３はハンドリングロボットでワーク取り出し装置を教示位置にアプローチさせる工程を示す要部拡大図、図１４は高さ倣い工程を示す要部拡大図、図１５は幅倣い工程を示す要部拡大図、図１６は跳ね上げ工程を示す要部拡大図、図１７は仕切板を第２の状態に位置決め保持させる工程を示す全体図、図１８は仕切板を第２の状態に位置決め保持させる工程を示す要部拡大図、図１９は仕切板を跳ね上げた後にガラスを取り出す工程を示す全体図である。

先ず、ハンドリングロボット２は、制御部からの指令を受けて取り出すべきガラス３が配置された第１のパレット４のところまで前記レール１に沿って移動する。そして、制御部は、図１２に示すように、ハンドリングロボット２の手首部分６に取り付けたワーク取り出し装置７を予め教示された教示位置にアプローチさせる。このアプローチにより、ワーク取り出し装置７は、第１のパレット４の一番上にある仕切板９の近傍に配置される。

次に、このワーク取り出し装置７に設けられた高さ倣い手段２１で、このワーク取り出し装置７を前記仕切板９の高さ位置に位置合わせする（高さ倣い工程）。第１のパレット４は、各ガラスメーカの違いや加工寸法精度の誤差があるため、そのパレット（仕切板９を含む）の高さ寸法及び幅寸法にバラツキがある。この仕切板９の高さ寸法及び幅寸法のバラツキは、ガラス３をハンドリングロボット２で取り出す上で障害となり自動化の妨げとなるから、各パレット毎の実際の仕切板９の高さ位置及び幅位置に前記ワーク取り出し装置７を位置合わせする（倣わす）ことでこのバラツキに対応する。

高さ倣い工程では、第２シリンダ３２を作動させて高さ倣い手段２１を、図１３に示すように、第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの上方位置に移動させる。このとき、高さ倣い手段２１には第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの上面に接触する接触部材３１が水平方向（仕切板９の幅方向）に複数個設けられているため、仕切板９の幅方向位置がパレット毎で異なり、或いは同じパレット内でも重ねて配置される仕切板９毎にその幅方向位置が異なることに対応させている。

次に、第１シリンダ２９を作動させて高さ倣い手段２１を下降させ、図１４に示すように、この高さ倣い手段２１の接触部材３１を前記第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの上面に接触させる。図１３から図１６には、一方のアーム（第２アーム９Ｂ）のみを示してある。このとき、接触部材３１は、複数個設けられていることからそれらのうちの何れかが第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの上面に接触する。この接触部材３１が第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの上面に接触することで、前記仕切板９の高さ位置がハンドリングロボット２に教示され、その高さ位置に前記ワーク取り出し装置７が位置合わせされる（高さが倣う）。

次に、このワーク取り出し装置７に設けられた幅方向倣い手段２２で、このワーク取り出し装置７を前記仕切板９の幅方向位置に位置合わせする（幅方向倣い工程）。幅方向倣い工程では、第３シリンダ３５を作動させて幅方向倣い手段２２を、図１５に示すように、仕切板９の第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの側面に接近させる。そして、この幅方向倣い手段２２の接触部材３４を、前記第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの側面に接触させる。かかる接触部材３４が第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの側面に接触することで、前記仕切板９の幅方向位置がハンドリングロボット２に教示され、その幅方向位置に前記ワーク取り出し装置７が位置合わせされる（幅方向が倣う）。

前記接触部材３４が第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの側面に接触した状態においては、前記跳ね上げ部材２０は、図１５に示すように、これら第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの下方に位置し、アーム下面に対して接触することなく所定の隙間を有した位置とされる。そして、略水平状態となる第１の状態にある仕切板９の下に前記幅方向倣い手段２２の接触部材３４が配置された状態からハンドリングロボット２にてこの仕切板９を跳ね上げる（跳ね上げ工程）。

跳ね上げ工程では、ハンドリングロボット２の円弧動作で前記ワーク取り出し装置７を回動させて前記仕切板９を跳ね上げる。ワーク取り出し装置７をハンドリングロボット２の円弧動作で回動させると、先ず跳ね上げ部材２０が、図１６に示すように第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの下面に接触する。この跳ね上げ部材２０が第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの下面に接触した時点で、一旦跳ね上げ動作を停止する。そして、第２シリンダ３２を作動させて高さ倣い手段２１を、第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの上方位置から元の位置に退避させる。続いて、跳ね上げ動作を再開する。すると、仕切板９は、第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの下面に接触した跳ね上げ部材２０によって上方へと持ち上げられてゆく。

前記仕切板９は、図５（Ａ）に示す略水平状態である第１の状態から回転中心軸１０を支点として図５（Ｂ）及び図１７に示すように回転して跳ね上げられる。このとき、位置保持決め軸１１は、逆Ｌ字状とされた第２カム溝１３に沿ってスライド係合する。そして、仕切板９が最大限に跳ね上げられると（図５（Ｂ）の状態）、跳ね上げた仕切板９の下に配置されたガラス３がこのワーク取り出し装置７によって取り出せる状態（第２の状態）となる。

仕切板９が第２の状態となると、図１８に示すように、仕切板差込み手段２３の当接部材３７が第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの先端に設けたスペース形成部材１７に接触する。この当接部材３７がスペース形成部材１７に接触すると、今度は、ハンドリングロボット２は跳ね上げ動作を停止して仕切板差し込み動作に移行する（仕切板差し込み工程）。

仕切板差し込み工程では、ハンドリングロボット２が仕切板９を押し込む動作となると、仕切板９は、図５（Ｂ）で示す第２の状態からコイルバネ３８による弾性力によって押し込まれ、第１カム溝１２に挿入係合される回転中心軸１０及び第２カム溝１３に挿入係合される位置保持決め軸１１がそれぞれのカム溝に沿ってスライドし、それら第１カム溝１２及び第２カム溝１３の一番奥の位置決め保持位置まで移動せしめられる。これら第１カム溝１２及び第２カム溝１３の一番奥の位置決め保持位置まで回転中心軸１０及び位置保持決め軸１１が移動されると、仕切板９は、図５（Ｃ）に示すようにその跳ね上げ状態である第２の状態にロックされる。

この仕切板差し込み工程においては、仕切板９を差し込む際の差し込み角度のバラツキを吸収するために、スペース形成部材１７に接触させる当接部材３７の接触部位を球面形状としており、さらに常時コイルバネ３８で仕切板９を押圧するようにしているため、直接ハンドリングロボット２で仕切板９を押し込むことで差し込み角度の違う仕切板９の破損などを回避できる。

そして、仕切板９を第２の状態にロックした後、第３シリンダ３５を作動させて幅方向倣い手段２２を第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂの側面から元の位置に退避させた後、跳ね上げた仕切板９の下に配置されたガラス３へと前記ワーク取り出し装置７を移動させる。次に、このワーク取り出し装置７に設けた吸着保持機構部１９の吸着パッド２６で前記ガラス３を吸着保持した後、ハンドリングロボット２でガラス３を第１のパレット４から取り出す。

「ワーク積載方法」
次に、第１のパレット４からワーク取り出し装置７で取り出したガラス３を、第２のパレット５に積載する方法について説明する。

図２１から図２７は、ガラスを第２のパレットに積載させるワーク積載方法の一連の工程を示し、図２１は第２のパレットの第１積載部にワーク取り出し装置によってガラスを積載する状態を示す平面図、図２２は第２のパレットの第１積載部にガラスを積載するときの第２のパレットとワーク取り出し装置との位置関係を示す平面図、図２３は第２のパレットの第１積載部にガラスを積載させた状態を示す図、図２４は第２のパレットの第２積載部にワーク取り出し装置によってガラスを積載させる状態を示す平面図、図２５は第２のパレットの第２積載部にガラスを積載した状態を示す図、図２６は第２のパレットの第１積載部及び第２積載部の両方にガラスを積載し終えた状態を示す平面図、図２７は第２のパレットの第１積載部及び第２積載部の両方にガラスを積載し終えた状態を示す図である。

ワーク取り出し装置７によって第１のパレット４から取り出されたガラス３は、図２１に示すように、レール１上を移動自在されたハンドリングロボット２により第２のパレット５へとガラス３を移し替えるワーク移し替え位置へと移動される。

一方、第２のパレット５は、制御部により走行制御されるＡＧＶ５４によって自動走行し、ロボット走行軸と略直交する方向に向けられた第２のパレット走行軸に沿って前記第１のパレット４のパレット配置エリアＡの側方を移動する。このとき、第２のパレット５は、図２１に示すように、ハンドリングロボット２とこれに対向する第１のパレット４Ｊ（ワーク移し替え位置に一番近い手前のパレット４Ｊ）との間であって、且つ、ロボット走行軸と第２のパレット走行軸の交点位置から該第２のパレット５の走行方向手前のオフセットした位置に第２のパレット５を停止させる。この第２のパレット５の停止位置を、以下、第１停止位置とする。

第２のパレット５を第１停止位置に停止させるには、第２のパレット５の走行経路に置かれたパレット停止装置６６で停止させる。パレット停止装置６６は、制御部ににより駆動制御され、出没自在とされる停止ピン６７を突出させて第２のパレット５の走行方向前端に接触させることにより、当該第２のパレット５を停止させる。第２のパレット５を走行させるときには、停止ピン６７を引っ込める。

第１停止位置で第２のパレット５が停止した場合、この第２のパレット５はロボットの走行軸と第２のパレット５の走行軸の交点から走行方向と反対側にオフセットされるため、後方にオフセットした分だけ前方にスペース（空間）が増える。その増えたスペースを利用して、第２のパレット５のオフセット側とは反対側（スペースが増えた前方）からガラス３を第２のパレット５の第１積載部５６に積載させる。

ハンドリングロボット２の手首部分６に取り付けられたワーク取り出し装置７を第２のパレット５の第１積載部５６へと動かしたときに、十分なスペースがあることにより、ハンドリングロボット２或いはワーク取り出し装置７が光電管柱１０１に接触するなどの事故を未然に回避することができる。

ワーク取り出し装置７は、吸着パッド２６で吸着保持したガラス３を第２のパレット５の第１積載部５６に載置させる際に、図２２に示すように、ワーク保持手段である吸着保持機構部１９が一組のワーク支持部材５０、５０間のガラス載置部５５に進入すると共に、跳ね上げ部材２０を有した跳ね上げ機構部、高さ倣い手段２１、幅方向倣い手段２２及び仕切板差込み手段２３がガラス載置部５５と第２のパレット５の外枠を構成する支柱５２との間に進入し、さらに、ガラス押さえ手段６１が第２のパレット５の外枠外に位置する。

ワーク取り出し装置７と第２のパレット５との位置関係を、前記したような寸法関係とすれば、ガラス３を第１積載部５６に積載する時に互いに接触することが防止できる。また、こうすることで、ワーク取り出し装置７もコンパクトになる。

ガラス３は、図２３に示すように、第１積載部５６の下から順に上へと積載する。第１積載部５６にガラス３が全て（本実施の形態では１０枚）積載されると、制御部からの指令に基づいてＡＶＧ５４が自動走行し、図２４に示すように、第２のパレット５を前方に移動させて先の第１停止位置とは逆側のオフセットした位置（この位置を第２停止位置とする）で停止させる。第２停止位置に第２のパレット５を停止させるには、前記したパレット停止装置６６を使用する。

第２停止位置では、第１停止位置と同様、この第２のパレット５はハンドリングロボット２の走行軸と第２のパレット５の走行軸の交点から走行方向の前方にオフセットされるため、前方にオフセットした分だけ後方にスペース（空間）が増える。その増えたスペースを利用して、第２のパレット５のオフセット側とは反対側（スペースが増えた後方）からガラス３を第２のパレット５の第２積載部５７に積載させる。第２積載部５７にガラス３を配置させるときには、ワーク取り出し装置７と第２のパレット５との位置関係は、図２２に示した位置関係となることからハンドリングロボット２或いはワーク取り出し装置７と光電管柱１０１との接触が回避される。

図２５には、第２積載部５７に数枚ガラス３を積載させた状態を示す。そして、第２積載部５７に全て（１０枚）のガラス３が積載されると、制御部からの指令に基づいてＡＧＶ５４が自動走行し、図２６に示すようにさらに前方へと第２のパレット５を移動させ、図１中上の列の第１のパレット４と同一列上で停止させる。この第２のパレット５の停止位置を第３停止位置とする。図２７は、第３停止位置で停止した第２のパレット５の第１積載部５６及び第２積載部５７の全てにガラス３が積載された状態を示す。

第３停止位置に停止された第２のパレット５は、ＡＧＶ５４にてガラス３を車体に組み付ける自動車組立ラインへと移動される。次に、ガラス３が積載されていない空の第２のパレット５が第１停止位置へと移動される。以後、前述した動作を繰り返して第１積載部５６と第２積載部５７の両方にガラス３が、ワーク取り出し装置７を手首部分６に取り付けたハンドリングロボット２によって積載される。

「縦型パレットからのガラス取り出し方法」
上記した実施の形態では、全ての第１のパレット４を横置き型のパレットとしたが、図２０に示すように、ガラス３を縦置きに配置させる縦置き型のパレットを、平置き型の第１のパレット４の数個と交換してハンドリングロボット２の走行方向に配置してもよい。

この縦置きパレット４４には、ガラス３を縦置きに配列支持させるガラス配置支持部材４５がパレット底部に設けられると共に、ガラス３の縦置き状態を保持するためのガラス支持部材４６がパレットサイド部に設けられている。さらに、この縦置きパレット４４には、縦置きされたガラス３の上端縁３ａを押さえて当該ガラス３を前記ガラス配置支持部材４５に押し付ける押さえ部材４７が回動自在に設けられている。

縦置きパレット４４からガラス３を取り出すには、前記した高さ倣い手段２１、幅方向倣い手段２２、跳ね上げ手段及び仕切板差込み手段２３を使用することなく、ガラス３の上端縁３ａにガラス押さえ手段６１のパッド６４を押し付けてガラス３の起立状態を保持させてから前記した吸着パッド２６でガラス３を吸着しパレットから取り出す。このようにすることで、ガラス３のパレット奥行き方向への倒れ込みを防止して当該ガラス３をパレットから確実に取り出すことができる。

ところで、この縦置きパレット４４の一番奥に配置されたガラス３を取り出す際には、パレット奥の横桟４８とガラス押さえ手段６１との隙間が無く、パレットの寸法バラツキやパレットの設置位置バラツキなどによりガラス押さえ手段６１が横桟４８に干渉してガラス３を押さえ付けることが出来なくなることがある。そのため、ガラス押さえ手段６１が横桟４８に接触してもガラス３を確実に押さえることができるように、接触方向とは反対方向にガラス押さえ手段６１を退避（位置補正）させる干渉回避手段７０を、前記ワーク取り出し装置７に設けている。

図２８は干渉回避手段を設けたワーク取り出し装置の正面図、図２９は干渉回避手段を設けたワーク取り出し装置で縦置きパレットからガラスを取り出す状態を示す図、図３０は干渉回避手段の動作を示す図である。

干渉回避手段７０は、図２８に示すように、横桟４８に接触する接触部材７１と、ガラス押さえ手段６１を摺動自在とするスライド機構部であるスライドレール７２及びスライダー７３と、ガラス押さえ手段６１を一方向に押し付ける弾性部材７４と、からなる。

接触部材７１は、ガラス押さえ手段６１の駆動シリンダ６２に取り付けられた取り付けアーム７５に固定されている。この接触部材７１は、例えば平板などのプレートからなり、縦置きパレット４４に対してガラス３を取り出しに行ったときにワーク取り出し装置７の一番先頭に設けられる。

スライドレール７２は、前記した装置本体２４に固定された基台７６の上に取り付けられている。そして、このスライドレール７２は、その長手方向を図２８中矢印Ｂで示すガラス取り出し方向に向けて配置されている。

スライダー７３は、ガラス押さえ手段６１の駆動シリンダ６２に取り付けられた支持アーム７７の先端に固定されている。そして、このスライダー７３は、前記スライドレール７２に対して摺動自在に係合し、前記した矢印Ｂで示す方向に前記ガラス押さえ手段６１を摺動させる。

弾性部材７４は、スライドレール７２の後端部に設けられた起立片７８に一端部を固定し、スライダー７３或いは支持アーム７７に他端部を固定させている。かかる弾性部材７４は、常にガラス押さえ手段６１を前方（縦置きパレット４４への進入方向）に付勢させるようにしている。

このように構成された干渉回避手段７０を備えたワーク取り出し装置７を使用して図２９に示すように、縦置きパレット４４の奥に配置されたガラス３を取り出す際、図３０（Ａ）に示す基準位置に対して図３０（Ｂ）に示すように横桟４８に接触部材７１が接触した場合、弾性部材７４の付勢力に抗してスライドレール７２上をスライダー７３が摺動し、接触方向とは反対方向にガラス押さえ手段６１を退避させる。

ガラス押さえ手段６１を接触方向とは反対方向へ退避させることにより、駆動シリンダ６２を動作させたときにパッド６４でガラス３の上端縁３ａを押さえ、前記ガラス３をパレット底部へ押し付け位置決めさせることができる。これにより、吸着パッド２６でガラス３を吸着するときに、ガラス３がパレット奥行き方向に倒れることを防止できる。なお、干渉回避手段７０を使用しなかった場合は、駆動シリンダ６２を動作させたときにパッド６４が横桟４８の上に接触しガラス３を保持させることができない。

干渉回避手段７０の他の構成例を図３１に示す。図３１は他の構造の干渉回避手段を設けたワーク取り出し装置の正面図である。この例の干渉回避手段７０は、横桟４８に接触する接触部材７１と、ガラス押さえ手段６１を摺動自在とするスライド機構部であるスライドシャフト７９及びスライドシャフト７９をスライド支持するシャフト支持部８０と、ガラス押さえ手段６１を一方向に押し付ける弾性部材８１と、からなる。

接触部材７１は、図２８に示した先の構造と同じく取り付けアーム７５を介してガラス押さえ手段６１の駆動シリンダ６２に取り付けられている。

スライドシャフト７９は、装置本体２４に固定された固定支持プレート８２に取り付けられたシャフト支持部８０に貫通保持され、このシャフト支持部８０に対してスライド自在とされている。そして、このスライドシャフト７９は、一端部を駆動シリンダ６２に固定されたプレート８３に固定し、他端部をシャフト支持部８０に接触させてスライドシャフト７９の位置を規制するストッパ部材８４に固定させている。

弾性部材８１は、例えばコイルバネからなり、スライドシャフト７９の周囲に装着される。かかる弾性部材８１は、常にガラス押さえ手段６１を前方（縦置きパレット４４への進入方向）に付勢させるようにしている。

このように構成された干渉回避手段７０を有したワーク取り出し装置７では、接触部材７１に横桟４８が接触すると、弾性部材８１の付勢力に抗してスライドシャフト７９がシャフト支持部８０をガイドとしてスライドし、接触方向とは反対方向にガラス押さえ手段６１を退避させる。接触部材７１と横桟４８との接触がない場合は、弾性部材８１によりスライドシャフト７９がスライドし、ストッパ部材８４がシャフト支持部８０に接触してガラス押さえ手段６１を元の位置へと戻す。

以上のように、本実施の形態によれば、ガラス押さえ手段６１に設けた接触部材７１がパレット奥の横桟４８と接触したときに、接触方向とは反対方向にガラス押さえ手段６１を退避させる干渉回避手段７０を有しているので、パレットの寸法バラツキやパレットの設置位置バラツキを吸収して確実にガラス３を押さえ付けることができる。したがって、高価な位置検出、補正機能を使用することなくガラス押さえ手段６１を適正な位置に移動させて位置補正することができる。

また、干渉回避手段７０は、横桟４８に接触する接触部材７１と、ガラス押さえ手段６１を摺動自在とするスライド機構部と、ガラス押さえ手段６１を一方に押し付ける弾性部材７４、８１とで構成したことにより、高価な位置補正機構ではなく簡単な構造で済むため装置コストを低減できる。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施の形態は本発明の一例であり、これら実施の形態に制限されることはない。

第１のパレットに配置されたガラスをワーク取り出し装置で取り出して第２のパレットへ移し替えるガラス移し替えシステムの配置図（レイアウト図）である。 第１のパレットの斜視図である。 仕切板とガラスとを交互に段積みした状態における第１のパレットの正面図である。 図３の側面図である。 仕切板の跳ね上げ動作を示す図である。 第２のパレットを示し、（Ａ）は第２のパレットの正面図、（Ｂ）は第２のパレットの平面図、（Ｃ）は第２のパレットの右側面図である。 第２のパレットの左側面図である。 ワーク取り出し装置の斜視図である。 ワーク取り出し装置の正面図である。 ワーク取り出し装置の平面図である。 ワーク取り出し装置の側面図である。 ワーク取り出し装置をハンドリングロボットで教示位置にアプローチさせる工程を示す全体図である。 ハンドリングロボットでワーク取り出し装置を教示位置にアプローチさせる工程を示す要部拡大図である。 高さ倣い工程を示す要部拡大図である。 幅倣い工程を示す要部拡大図である。 跳ね上げ工程を示す要部拡大図である。 仕切板を第２の状態に位置決め保持させる工程を示す全体図である。 仕切板を第２の状態に位置決め保持させる工程を示す要部拡大図である。 仕切板を跳ね上げた後にガラスを取り出す工程を示す全体図である。 ガラスを縦置きに配置させるパレットを示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその正面図である。 第２のパレットの第１積載部にワーク取り出し装置によってガラスを積載する状態を示す平面図である。 第２のパレットの第１積載部にガラスを積載するときの第２のパレットとワーク取り出し装置との位置関係を示す平面図である。 第２のパレットの第１積載部にガラスを積載させた状態を示す図である。 第２のパレットの第２積載部にワーク取り出し装置によってガラスを積載させる状態を示す平面図である。 第２のパレットの第２積載部にガラスを積載した状態を示す図である。 第２のパレットの第１積載部及び第２積載部の両方にガラスを積載し終えた状態を示す平面図である。 第２のパレットの第１積載部及び第２積載部の両方にガラスを積載し終えた状態を示す図である。 干渉回避手段を設けたワーク取り出し装置の正面図である。 干渉回避手段を設けたワーク取り出し装置で縦置きパレットからガラスを取り出す状態を示す図である。 干渉回避手段の動作を示す図である。 他の構造の干渉回避手段を設けたワーク取り出し装置の正面図である。

符号の説明

２…ハンドリングロボット（ロボット）
３…ガラス３
４（４Ａ〜４Ｊ）…第１のパレット
５…第２のパレット
６…手首部分（ハンドリングロボットの手首部分）
７…ワーク取り出し装置
９…仕切板
１９…吸着保持機構部
２０…跳ね上げ部材（跳ね上げ手段）
２１…高さ倣い手段
２２…幅方向倣い手段
２３…仕切板差込み手段
２６…吸着パッド
４８…横桟
５０…ワーク支持部材
５２…外枠（第２のパレットの外枠）
５３…車台（第２のパレットの車台）
５４…ＡＧＶ
５５…ガラス載置部（第２のパレットのガラス載置部）
５６…第１積載部（第２のパレットの第１積載部）
５７…第２積載部（第２のパレットの第２積載部）
６１…ガラス押さえ手段
７０…干渉回避手段
７１…接触部材
７２…スライドレール
７３…スライダー
７４、８１…弾性部材
７９…スライドシャフト
８０…シャフト支持部
８４…ストッパ部材
１０１…光電管柱（パレット配置エリアを囲む光電管柱）
Ａ…ガラス配置エリア

Claims (2)

1. ロボットの手首部分に取り付けられたワーク取り出し装置によりパレットに縦置きに複数配置されたワークをパレット手前から奥側に向かって順次取り出すワーク取り出し装置であって、
   前記ワークの上端縁を押圧し該ワークをパレット底部に押し付けてワークのパレット奥行き方向への倒れ込みを防止するワーク押さえ手段を有し、
   前記ワーク押さえ手段が前記パレット奥の横桟と接触したときに、接触方向とは反対方向にワーク押さえ手段を退避させる干渉回避手段を備えた
   ことを特徴とするワーク取り出し装置。
2. 請求項１に記載のワーク取り出し装置であって、
   前記干渉回避手段は、前記横桟に接触する接触部材と、前記ワーク押さえ手段を摺動自在とするスライド機構部と、前記ワーク押さえ手段を一方に押し付ける弾性部材と、からなる
   ことを特徴とするワーク取り出し装置。

Images