JP2008264921A - 無人搬送車を用いた部品の加工ライン - Google Patents

Abstract

【課題】作業機に対する部品の位置決め精度のばらつきを低減することのできる無人搬送車を用いた部品の加工ラインを提供する。
【解決手段】無人搬送車１０に部品の加工時の正確な位置に対してゆとりを持った位置決め状態に部品２０を載置案内するラフガイド部を設ける。加工ラインには、無人搬送車１０のラフガイド部に部品を載置する第１作業領域Ａ１と、部品２０を直接把持して正確に位置決めする部品位置決め機構３０により加工時の部品の正確な位置決めを行い、加工手段４９により部品の加工作業を行う作業機が設置された第２作業領域Ａ２と、加工された部品２０を無人搬送車１０のラフガイド部から取り出す第３作業領域Ａ３とを少なくとも設定する。ラフガイド部によるゆとりを持った位置決め状態は、作業機が備える部品位置決め機構３０により正確に位置決めする際に部品２０を把持できる範囲内とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、無人搬送車が複数の作業領域を巡回して溶接等の部品の加工を行う、無人搬送車を用いた部品の加工ライン（以下、単に加工ラインと記載することがある。）に関する。

無人搬送車を用いた部品の加工ラインとしては、従来、例えば自動車の生産工程において、溶接ロボット等の作業機の作業位置に無人搬送車によりドア等の部品を搬送して溶接する加工ラインがある。このように作業機に対して無人搬送車で部品を搬送する加工ラインでは、通常、加工精度を確保するために部品を作業機に対して正確に位置決めしなければならない。作業機に対する部品の位置決めに関連して、特許文献１には無人搬送車のテーブル位置決め装置が開示されている。特許文献１によれば、テーブル上に部品の載置された無人搬送車が所定の作業位置に停止されると、その作業位置に設置されたテーブル位置決め装置によりテーブルをリフトアップしながら、搬送によるテーブル位置のずれを修正することにより部品を作業機に対して位置決めすことができる。このようにテーブルの位置を調整して部品の作業機に対する位置を正確に合わせる場合には、その前提として部品のテーブルに対する載置位置が正確でなければならず、一般に、テーブルには部品を正確に位置決めするための治具が設けられる。

特開平５−６９２６１号公報

しかしながら、通常、無人搬送車を用いた部品の加工ラインでは複数の無人搬送車が巡回しており、部品がその各無人搬送車のテーブルに対して個別に位置決めされるため、無人搬送車によって作業機に対する部品の位置決め精度にばらつきが生じやすかった。そのため、作業機に対する部品の位置決め精度を確保するためには巡回する全ての無人搬送車において部品の載置位置を均一に維持管理しなければならず、治具精度の維持管理に手間が掛かっていた。

そこで、本発明は、加工作業を行う作業機にその作業機に対する部品の位置決め機構を設けることにより、作業機に対する部品の位置決め精度のばらつきを低減することのできる無人搬送車を用いた部品の加工ラインを提供することを課題とした。

本発明は、上記の課題を解決するために以下の手段をとる。
第１の発明は、無人搬送車が複数の作業領域を巡回して溶接等の部品の加工を行う無人搬送車を用いた部品の加工ラインであって、前記無人搬送車は、前記部品の加工時の正確な位置に対してゆとりを持った位置決め状態に部品を載置案内するラフガイド部を有し、前記加工ラインには、前記無人搬送車のラフガイド部に部品を投入して載置する第１作業領域と、載置された部品に対して加工時の正確な位置決めをして溶接等の加工作業を行う作業機が設置された第２作業領域と、加工された部品を前記無人搬送車のラフガイド部から取り出す第３作業領域が少なくとも設定されており、前記第２作業領域に設置された作業機には、前記無人搬送車のラフガイド部に載置されている部品を直接把持して正確に位置決めする部品位置決め機構と、部品の加工を行う加工手段とが備えられており、前記部品位置決め機構により加工時の部品の正確な位置決めを行い、前記加工手段により部品の加工作業を行うようになっており、前記ラフガイド部によるゆとりを持った位置決め状態は、前記作業機が備える部品位置決め機構により正確に位置決めする際に部品を把持できる範囲内である構成とされていることを特徴とする。

第１の発明によれば、加工時の部品の正確な位置決めが、作業機に備えられた部品位置決め機構の一箇所で行われるため、各無人搬送車への部品の載置位置にばらつきがある場合でも作業機に対する部品の位置決め精度のばらつきを低減することができる。しかも、部品位置決め機構が部品を直接把持して位置決めするため、より精度よく位置決めすることができる。また、それにより、無人搬送車に部品を載置する際には加工時の正確な位置に対してゆとりを持った位置決め状態とすればよく、特に無人搬送車にラフガイド部が設けられていることにより載置作業が容易である。

第２の発明は、前記作業機における部品位置決め機構はクランプ機構であることを特徴とする。
第２の発明によれば、部品位置決め機構がクランプ機構であるため、部品を加工時の正確な位置決め状態でより確実に保持することができる。

本発明によれば、上記した手段により次の効果を得る。
先ず、上記第１の発明によれば、上述した本発明が解決しようとする課題を達成することができる。すなわち、第１の発明によれば、無人搬送車への部品の載置作業が容易であるにもかかわらず作業機に対する部品の位置決め精度のばらつきを低減することができる。
次に、上記第２の発明によれば、部品を加工時の正確な位置決め状態でより確実に保持することができる。

以下、無人搬送車を用いて自動車のドアパネルを溶接する加工ラインを例に挙げて図面を参照しながら詳細に説明する。
図８に模式的に示すように、本実施形態の加工ラインには、無人搬送車１０にドアパネル２０を載置する第１作業領域Ａ１と、無人搬送車１０に載置されたドアパネル２０に対して加工時の正確な位置決めをして溶接する作業機が設置された第２作業領域Ａ２と、第２作業領域Ａ２で溶接されたドアパネル２０を無人搬送車１０から取り出す第３作業領域Ａ３が設定されている。複数の無人搬送車１０が、床面に設けられた磁気テープ（図示省略）に沿って予め定められた搬送経路を走行し、第１〜３の作業領域を巡回している。なお、図１には、無人搬送車１０が第２作業領域Ａ２で停止した様子が正面図として示されている。
なお、第１作業領域Ａ１における無人搬送車１０へのドアパネル２０の載置作業は、作業者による手作業で行ってもよく、また、機械等により自動的に載置するものであってもよい。第３作業領域Ａ３における無人搬送車１０からのドアパネル２０の取り出し作業も同様である。

無人搬送車１０は、走行に係る車本体１４と、持ち上げ動作により分離可能に車本体１４の上部に嵌合載置された部品載置部１６とを有している。部品載置部１６には、テーブル１７から上方に延びる複数のアーム１８が設けられており、そのアーム１８の先端にラフガイド部１２ａ〜ｆが設けられている。ラフガイド部１２ａ〜ｆは、ドアパネル２０を載置案内して加工時の正確な位置に対してゆとりを持った一定の位置範囲内でドアパネル２０を保持することができる形状とされている。ラフガイド部１２ａは、上端が拡開した略Ｕ字形状でその略Ｕ字形状の間隙内でドアパネル２０の窓枠部２０ａを直接支持することができる。ラフガイド部１２ｂ，ｃも図中では側面から見た形状として示されているが、基本的にはラフガイド部１２ａと同様の形態であり、窓枠部２０ａを支持している。ラフガイド部１２ｄ〜ｆは、上部が外方へ屈曲した棒状であり、無人搬送車１０の一端に設けらたラフガイド部１２ｄと、他端に設けられたラフガイド部１２ｅ，ｆとの間隔内にドアパネル２０が載置され、その載置位置を一定の位置範囲内に制限することができる。

第１作業領域Ａ１では、ドアパネル２０がラフガイド部１２ａ〜ｆに案内されて無人搬送車１０に載置される。ここで、ドアパネル２０は、ラフガイド部１２ａ〜ｆにより、加工時の正確な位置に対してゆとりを持った位置決め状態とされる。このゆとりを持った位置決め状態とは、後述する作業機の部品位置決め機構によりドアパネル２０を加工時の正確な位置に位置決めできる所定の位置範囲内に、無人搬送車１０の通常の走行で搬送可能な位置決め状態である。

第２作業領域Ａ２には、作業機が設置されている。作業機には、無人搬送車１０に載置されているドアパネル２０を直接把持して正確に位置決めする部品位置決め機構と、ドアパネル２０の溶接加工を行う加工手段４９とが備えられている。本実施形態の加工手段４９はいわゆる溶接ロボットであり、部品位置決め機構は、搬送経路を跨いで設けられたフレーム４５に固定された複数のクランプ器具３１〜４３で構成されたクランプ機構３０である。

無人搬送車１０は、第２作業領域Ａ２において部品位置決め機構（クランプ機構３０）の下の予め決められた作業位置で停止する。この作業位置には、無人搬送車１０のテーブル１７を持ち上げてドアパネル２０をクランプ機構３０の高さ位置まで上昇させることのできる昇降機４７が設けられている。なお、昇降機４７は、搬送経路の左右に垂直に固定されたリフトシリンダからなる。無人搬送車１０が作業位置で停止すると、図２に示されるように、テーブル１７が昇降機４７により持ち上げられ、ドアパネル２０がクランプ機構３０により把持可能な高さ位置まで上昇され、クランプ機構３０により直接把持されて正確に位置決めされる。したがって、第１作業領域Ａ１における「加工時の正確な位置に対してゆとりを持った位置決め状態」とは、具体的には、昇降機４７により上昇したドアパネル２０の水平位置が、クランプ機構３０の通常の掴み動作によりドアパネル２０を把持できる位置範囲内となるように位置決めされている状態である。

本実施形態では、クランプ機構３０は、それ単独でドアパネル２０の窓枠部２０ａ等の比較的細い部位を挟み込んで把持するクランプ器具と、複数のクランプ器具でドアパネル２０全体または一部を挟み込んで把持するクランプ器具とを用いて、搬入されたドアパネル２０の位置を加工時の正確な位置に補正して保持することができる構成となっている。

単独でドアパネル２０の窓枠部２０ａ等を挟み込んで把持するクランプ器具としては、例えば図４，５に示されるクランプ器具３３がある。このクランプ器具３３は、一対のクランプアーム５０，５２と、エアシリンダ５４と、固定パネル５６とを備えている。一方のクランプアーム５０は略Ｌ字型の把持部５０ａと、正面視で把持部５０ａの屈曲とは反対に屈曲した基部５０ｂとからなる。他方のクランプアーム５２は全体がくの字形状で直線形状の把持部５２ａと基部５２ｂとからなる。エアシリンダ５４は、往復運動するロッド５４ｂがシリンダ本体５４ａ内を出入りして伸縮する。固定パネル５６は、金属製の板状部材であり、図５の正面図で見て、略四角形の下辺の一部が切り欠かれて凹部５６ａが形成されている。クランプアーム５０は、基部５０ｂの基端がロッド５４ｂの先端とピン５５ａにより回動自在に連結されており、把持部５０ａと基部５０ｂとの間の屈曲した部分に接合された連結板５１を介して固定パネル５６の一側端部とピン５５ｂにより回動自在に連結されている。クランプアーム５２は、基部５２ｂの基端がシリンダ本体５４ａの先端とピン５５ｃで回動自在に連結されており、把持部５２ａと基部５２ｂとの間の屈曲した部分で連結板５３を介して固定パネル５６の他側端部とピン５５ｄにより回動自在に連結されている。

このクランプ器具３３は、固定パネル５６がブラケット５８を介してフレーム４５に固定されており、エアシリンダ５４の伸縮動作に従動して、クランプアーム５０，５２と、エアシリンダ５４とがピン５５ａ〜ｄを支軸として回動又は揺動し、固定パネル５６に対する相対位置を変化させることにより把持状態または把持解除状態となる。すなわち、図５に二点鎖線で示すように、クランプアーム５０，５２の把持部５０ａ，５２ａはエアシリンダ５４の収縮時には離間して把持解除状態となっており、エアシリンダ５４を伸長させると、図５に実線で示すように把持部５０ａ，５２ａは近接する方向に付勢される。把持部５０ａ，５２ａの近接動作（掴み動作）により、窓枠部２０ａは固定パネル５６の凹部５６ａに案内されて位置が補正されるとともに、窓枠部２０ａの一部が凹部５６ａに嵌めこまれた状態で略Ｌ字型の把持部５０ａとクランプアーム５２の直線形状の把持部５２ａとで挟持される。

複数のクランプ器具でドアパネル２０の全体あるいは一部を把持するクランプ器具としては、例えば、クランプ器具３１及びドアパネル２０を挟んでクランプ器具３１とは反対側に設けられたクランプ器具３８，３９等が挙げられる（図３参照）。クランプ器具３１と反対側のクランプ器具３８，３９とでドアパネル２０の側端部を挟み込んで把持し、ドアパネル２０を加工時の正確な位置に位置決めして保持することができる。図６，７を参照しながら、クランプ器具３９を例に挙げて説明すると、このクランプ器具３９は、１本のクランプアーム６０と、エアシリンダ６４と、固定パネル６６とを備えている。クランプアーム６０は直線形状の把持部６０ａの上端が正面視で略直角に屈曲して基部６０ｂが形成されており、把持部６０ａには、基部６０ｂの屈曲方向とは反対側の側面の下端にドアパネル２０に直接当接する樹脂製の把持部位６２が設けられている。エアシリンダ６４は、往復運動するロッド６４ｂがシリンダ本体６４ａ内を出入りして伸縮する。固定パネル６６は、金属製の板状部材であり、略四角形の固定部６６ａの一側端部には上下に支持部６６ｂ，６６ｃが延設されている。クランプアーム６０は、基部６０ｂの基端がロッド６４ｂの先端とピン６５ａにより回動自在に連結されており、把持部６０ａと基部６０ｂとの間の屈曲した部分に接合された連結板６１を介して固定パネル６６の下側の支持部６６ｃにピン６５ｂにより回動自在に連結されている。シリンダ本体６４ａは、先端が固定パネル６６の上側の支持部６６ｂとピン６５ｃにより回動自在に連結されている。

このクランプ器具３９は、固定パネル６６がブラケット６８を介してフレーム４５に固定されており、エアシリンダ６４の伸縮動作に従動してクランプアーム６０と、エアシリンダ６４とがピン６５ａ〜ｃを支軸として回動し、固定パネル６６に対する相対位置を変化させることにより、クランプアーム６０が、ドアパネル２０の加工時の正確な位置（図７中に示すドアパネル２０の位置）に対し離間または近接する。すなわち、図７に二点鎖線で示すように、クランプアーム６０は、エアシリンダ６４の収縮時にはドアパネル２０の加工時の正確な位置（図７中に示すドアパネル２０の位置）から把持部６０ａが離間し、エアシリンダ６４を伸長させると、図７に実線で示すように把持部６０ａはドアパネル２０の加工時の正確な位置で把持部位６２がドアパネル２０に近接する方向に付勢される。各クランプ器具３１，３８，３９におけるクランプアーム６０の、ドアパネル２０の加工時の正確な位置に近接する動作により、ドアパネル２０を加工時の正確な位置へ案内して挟持する。

クランプ機構３０によりドアパネル２０が加工時の正確な位置に位置決めされると、ドアパネル２０はそのままクランプ機構３０により位置が保持された状態で加工手段４９により溶接加工される。溶接加工されたドアパネル２０は再びラフガイド部１２ａ〜ｆに載置されて第３作業領域Ａ３に搬送され、加工ライン外へ取り出される。

以上の構成の加工ラインによれば、作業機の加工手段４９に対するドアパネル２０の正確な位置決めが、当該作業機に備えられたクランプ機構３０で行われるため、複数の無人搬送車１０においてドアパネル２０の載置位置にばらつきがある場合であっても、位置決め精度のばらつきを低減することができる。そのため、無人搬送車１０に部品を載置する際には加工時の正確な位置に対してゆとりを持った位置決め状態とすればよく、特に、無人搬送車１０にラフガイド部１２ａ〜ｆが設けられているため載置作業が容易である。
また、加工時の正確な位置決めは作業機に備えられたクランプ機構３０の一箇所のみで行われるため、その精度維持管理がより容易である。

第２作業領域において、無人搬送車がクランプ機構の下に停止した様子を示す正面図である。 第２作業領域において、昇降機により無人搬送車のテーブルが上昇され、ドアパネルがクランプ機構により位置決めされる様子を示す正面図である。 図２に対応する平面図である。 単独でドアパネルの窓枠部を挟み込むことのできるクランプ器具の一例を示す斜視図である。 図４に示されるクランプ器具の正面図である。 複数のクランプ器具でドアパネルの全体または一部を挟み込むことのできるクランプ器具の一例を示す斜視図である。 図６に示されるクランプ器具の正面図である。 本実施形態の加工ラインを模式的に示した図である。

符号の説明

１０ 無人搬送車
１６ 部品載置部
１２ａ〜ｆ ラフガイド部
２０ ドアパネル
３０ クランプ機構
３１〜４３ クランプ器具
４５ フレーム
４７ 昇降機
４９ 加工手段
Ａ１ 第１作業領域
Ａ２ 第２作業領域
Ａ３ 第３作業領域

Claims (2)

1. 無人搬送車が複数の作業領域を巡回して溶接等の部品の加工を行う無人搬送車を用いた部品の加工ラインであって、
   前記無人搬送車は、前記部品の加工時の正確な位置に対してゆとりを持った位置決め状態に部品を載置案内するラフガイド部を有し、
   前記加工ラインには、前記無人搬送車のラフガイド部に部品を投入して載置する第１作業領域と、載置された部品に対して加工時の正確な位置決めをして溶接等の加工作業を行う作業機が設置された第２作業領域と、加工された部品を前記無人搬送車のラフガイド部から取り出す第３作業領域が少なくとも設定されており、
   前記第２作業領域に設置された作業機には、前記無人搬送車のラフガイド部に載置されている部品を直接把持して正確に位置決めする部品位置決め機構と、部品の加工を行う加工手段とが備えられており、前記部品位置決め機構により加工時の部品の正確な位置決めを行い、前記加工手段により部品の加工作業を行うようになっており、
   前記ラフガイド部によるゆとりを持った位置決め状態は、前記作業機が備える部品位置決め機構により正確に位置決めする際に部品を把持できる範囲内である構成とされていることを特徴とする無人搬送車を用いた部品の加工ライン。
2. 前記作業機における部品位置決め機構はクランプ機構であることを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車を用いた部品の加工ライン。
   

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