JP2012192501A - ワーク加工用固定治具の交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工用ワークをクランパーで固定するワーク加工用固定治具を小型軽量化することができ、ワーク加工用固定治具の格納スペースの拡大と、タクトタイムが長くなることを防ぐことができ、而もパレットの格納スペースを大きくすることなく多車種に対応するワーク加工用固定治具を簡易な構成にできるワーク加工用固定治具の交換装置を提供する。
【解決手段】ワーク加工用固定治具２０Ａ、３０Ａをクランプするクランパーを、相反する方向に形成される垂直面それぞれに設置していると共に、前記各垂直面を垂直回転軸によって垂直回転させる回転機構をそれぞれ備る２つの固定治具固定ユニット２、３と対になるワーク加工用固定治具２０Ａ、３０Ａが格納される治具ストッカ４と、ワーク加工用固定治具２０Ａ、３０Ａを、治具ストッカ４の治具格納位置及び前記クランパーのクランプ位置間で移動させる産業用搬送ロボット５を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶接等の加工を施す加工用ワークを着脱自在に固定するワーク加工用固定治具を、加工用ワークの種類毎に入れ替えるためのワーク加工用固定治具の交換装置に関する。

従来から、多車種の同部位に取り付ける部分組立品（subassembly）の自動車製造工程において、設備レイアウトのミニマム化や作業効率の向上を図るために、パネル等の部品を支持可能な受け駒を有し、車種毎に異なる部品支持部材と、それぞれの部品支持部材を着脱自在に装着可能な複数のパレットと、それぞれのパレットを取り付け可能な複数のパレット装着面を有する回転部とを有する治具回転切り替え装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このような治具回転切り替え装置が応用される自動車製造工程である例えば、フルドアのアウタパネルが除かれたインナードアシェルを組み立てるためのロボット溶接工程で使用される装置は図４（Ａ）、図５（Ａ）に示すように、３車種毎に異なる加工用ワークＷをクランパ等で着脱自在に固定する３車種毎に異なる３つのワーク加工用固定治具であるパレット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃと、パレット２００を着脱自在に固定する２つのパレット装着面３０１ａ、３０１ｂが相反する方向に形成され、２つのパレット装着面３０１ａ、３０１ｂを垂直回転軸３０２によって垂直回転させる回転機構（図示せず。）を備えているパレット回転台３００と、パレット回転台３００を中心にして相反する方向に設けられる２つのパレット・ストッカ４００Ａ、４００Ｂと、パレット２００をパレット回転台３００及び２つのパレット・ストッカ４００Ａ、４００Ｂ間で移動させるパレット移動機構５００と、パレット回転台３００のパレット装着面３０１に固定されているパレット２００に固定された加工用ワークＷに他の部品をスポット溶接する溶接ガン６０１ａを有する産業用溶接ロボット６００とを備えている。なお、説明の便宜上、パレット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを単にパレット２００、パレット装着面３０１ａ、３０１ｂを単にパレット装着面３０１と称する場合がある。また、図５（Ａ）では、パレット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを単にパレット２００と称している。

パレット移動機構５００は、２つのパレット・ストッカ４００Ａ、４００Ｂ間に敷設される軌道５０１と、パレット２００の下部に設けられ、軌道５０１上を走行するための車輪（図示せず。）と、パレット２００を軌道５０１上で移動させるためのシリンダ等の駆動手段（図示せず。）とから構成されている。さらに、パレット２００及びパレット回転台３００のパレット装着面３０１間には図５（Ｂ）に示すように、パレット２００をパレット回転台３００のパレット装着面３０１に着脱自在に固定するロック機構７００が複数設けられている。このロック機構７００は凹凸を嵌め合わせることでロックさせる機構で、ロックされると、パレット２００の車輪が軌道５０１上から離脱するように構成されている。なお、図５（Ｂ）では、パレット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを単にパレット２００と称している。

このように構成されたパレットの交換装置１００の動作について、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、図５（Ａ）、（Ｂ）に基づき説明する。なお、動作開始時には図４（Ａ）に示すように、回転台３００は、加工用ワークが固定されていない空のＡ車用のパレット２００Ａがパレット装着面３０１ａにロック機構７００で固定され、加工用ワークが固定されていない空のＣ車用のパレット２００Ｃがパレット装着面３０１ｂにロック機構７００で固定されているものとする。このようなパレット装着面３０１ａが作業者Ｈの位置する方向に、パレット装着面３０１ｂが産業用溶接ロボット６００の位置する方向にそれぞれ向いているものとする。また、パレット・ストッカ４００Ａには加工用ワークが固定されていない空のＢ車用のパレット２００Ｂが格納され、パレット・ストッカ２００Ｂにはパレットは格納されていないものとする。

このような状況において、作業者ＨがＡ車用のパレット２００ＡにＡ車用の加工用ワークＷを固定させると図４（Ｂ）に示すように、回転台３００は回転機構で垂直回転軸３０２を垂直回転させてパレット装着面３０１ａを産業用溶接ロボット６００の位置する方向に移動させる。そして、図４（Ｃ）に示すように、産業用溶接ロボット６００はパレット２００Ａに固定されているＡ車用の加工用ワークＷに溶接ガン６０１で他の部品をスポット溶接する。この際、次にＢ車用の加工用ワークＷに溶接ガン６０１で他の部品をスポット溶接する場合には、作業者Ｗの位置する方向に向いているパレット装着面３０１ｂにロック機構７００で固定されている空のＣ車用のパレット２００Ｃを、パレット・ストッカ４００Ａに格納されている空のＢ車用のパレット２００Ｂに交換する。即ち、ロック機構７００をアンロックさせて空のＣ車用のパレット２００Ｃをパレット装着面３０１ｂから離脱させ、軌道５０１上に車輪を嵌合させる。そして、駆動手段によって、空のＣ車用のパレット２００Ｃを軌道５０１上で移動させてパレット・ストッカ４００Ｂに格納させると共に、パレット・ストッカ４００Ａに格納されている空のＢ車用のパレット２００Ｂをパレット装着面３０１ａの位置まで移動させる。ここで、ロック機構７００をロックさせて空のＢ車用のパレット２００Ｂをパレット装着面３０１ｂに固定する。

空のＢ車用のパレット２００Ｂがパレット装着面３０１ｂに固定されると図４（Ｄ）に示すように、作業者ＨはＢ車用のパレット２００ＢにＢ車用の加工用ワークＷを固定させることで、以下、図４（Ｂ）と同様に、回転台３００は回転機構で垂直回転軸３０２を垂直回転させてパレット装着面３０１ｂを産業用溶接ロボット６００の位置する方向に移動させる。これにより、Ｂ車用の加工用ワークＷに溶接ガン６０１で他の部品をスポット溶接することができる。

特開２００３−３１１５４９号公報

しかしながら、背景技術に記載したパレットの交換装置１００では、インナードアシェル用の加工用ワークＷの場合、加工用ワークＷを固定するパレット２００が大きくなり５００Ｋｇくらいの重さになることから、パレット移動機構５００や回転機構が大掛かりになるので、設備コストが上がると共に設置スペースが大きくなり、而も、垂直回転軸３０２の回転速度やパレット２００の移動速度が遅くなる難点があった。また、パレット２００が大きいと共に、当該パレット２００をパレット装着面３０１に着脱自在に固定するロック機構７００が単に凹凸を嵌め合わせることでロックさせる機構なので、正確な装着位置に合わせる調整に時間が掛かったり、パレットの機差により品質がばらついたりする場合があった。

また、３車種に対応する３つの加工用ワークをスポット溶接する比率が異なる場合、例えば、Ａ車用の加工用ワークＷ、Ｂ車用の加工用ワークＷ、及びＣ車用の加工用ワークＷをスポット溶接する比率がＡ車用の加工用ワークＷが一番大きいとすると、産業用溶接ロボット６００の位置する方向で連続してＡ車用の加工用ワークＷをスポット溶接しなければならなかった。この場合、スポット溶接されたＡ車用の加工用ワークＷを産業用搬送ロボット（図示せず。）でＡ車用のパレット２００Ａから離脱後、回転台３００でパレット２００Ａを作業者Ｈの位置する方向まで回転させ、その位置で作業者ＨがＡ車用のパレット２００ＡにＡ車用の加工用ワークＷを固定し、さらに、Ａ車用の加工用ワークＷがセットされたＡ車用のパレット２００Ａを回転台３００で作業者Ｈの位置する方向まで回転しなければならない。したがって、Ａ車用のパレット２００Ａをパレット・ストッカ４００Ａ、４００Ｂに複数格納させるためにパレット・ストッカ４００Ａ、４００Ｂの格納スペースを拡大させるか、タクトタイムを長く設定しなければならなくなる難点があった。

さらに、このパレットの交換装置１００を３車種以上に対応させるには、その車種毎にパレットを揃えればよいが、パレットの格納スペースが大きくなる難点があった。なお、パレットの格納スペースを大きくすることができない場合は、車種毎に別個のクランパーや位置決めピンを１つのパレットに配置することが考えられるが、パレットの機構が複雑になる難点があった。

本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、加工用ワークを着脱自在に固定するワーク加工用固定治具を小型軽量化することができ、また、複数の車種に対応する各加工用ワークをスポット溶接する比率が異なる場合においても、ワーク加工用固定治具の格納スペースの拡大と、タクトタイムが長くなることを防ぐことができ、而もパレットの格納スペースを大きくすることなく多車種に対応するワーク加工用固定治具を簡易な構成にすることができるワーク加工用固定治具の交換装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、固定治具固定ユニットの装着面にワーク加工用固定治具を、時間を掛けることなく容易に精度よく装着することができるワーク加工用固定治具の交換装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成する第１の態様であるワーク加工用固定治具の交換装置は、加工用ワークの一方の側面を着脱自在に固定する当該加工用ワークの種類毎に異なる第１のワーク加工用固定治具をクランプして位置決めするための第１のクランパーを、少なくとも２箇所以上の垂直面それぞれに設置していると共に、各第１のクランパーが設置されている各垂直面を垂直回転軸によって垂直回転させる回転機構を備えている第１の固定治具固定ユニットと、加工用ワークの他方の側面を着脱自在に固定する第１のワーク加工用固定治具と対になる第２のワーク加工用固定治具をクランプして位置決めするための第２のクランパーを、第１の固定治具固定ユニットの垂直面と同数の垂直面それぞれに設置していると共に、各第２のクランパーが設置されている各垂直面を垂直回転軸によって垂直回転させる回転機構を備えている第２の固定治具固定ユニットと、対になる第１のワーク加工用固定治具及び第２のワーク加工用固定治具が格納される治具ストッカと、複数のアームがそれぞれ関節部にて連結され、先端のアームには第１のワーク加工用固定治具又は第２のワーク加工用固定治具を把持するためのロボットハンドが設けられ、第１のワーク加工用固定治具を治具ストッカの治具格納位置及び第１のクランパーのクランプ位置間で移動させ、第２のワーク加工用固定治具を治具ストッカの治具格納位置及び第２のクランパーのクランプ位置間で移動させる産業用搬送ロボットとを備えているものである。

このような第１の態様であるワーク加工用固定治具の交換装置によれば、２つのワーク加工用固定治具で加工用ワークを着脱自在に固定することができるので、ワーク加工用固定治具を小型軽量化することができ、また、作業者が位置する側で、当該作業者が対になる第１のワーク加工用固定治具及び第２のワーク加工用固定治具に加工用ワークをセットすることができると共に、第１のワーク加工用固定治具及び第２のワーク加工用固定治具にセットされた加工用ワークに、産業用物理的処理ロボットで物理的処理を施すことが可能になる。

本発明の第２の態様は第１の態様であるワーク加工用固定治具の交換装置において、第１の固定治具固定ユニットの各垂直面、及び第２の固定治具固定ユニットの各垂直面には、それぞれ第１のワーク加工用固定治具及び第２のワーク加工用固定治具を各クランパーでクランプする際の位置決め精度を高めるための位置決めピンが突設され、第１のワーク加工用固定治具及び第２のワーク加工用固定治具には、それぞれ位置決めピンを嵌合させるための嵌合穴が形成されているものである。なお、本明細書において「突設」とは、突き出した状態に設けることを意味する。

このような第２の態様であるワーク加工用固定治具の交換装置によれば、固定治具固定ユニットの装着面にワーク加工用固定治具を、時間を掛けることなく容易に精度よく装着することができるようになる。

本発明の第３の態様は第１の態様又は第２の態様であるワーク加工用固定治具の交換装置において、第１のクランパー及び第２のクランパーは、それぞれクランプ中に第１のワーク加工用固定治具及び第２のワーク加工用固定治具がずれないように複数設置されているものである。

このような第３の態様であるワーク加工用固定治具の交換装置によれば、品質がばらつくことを防ぐことができる。

本発明の第４の態様は第１の態様乃至第３の態様のうち何れか１つの態様であるワーク加工用固定治具の交換装置において、複数のアームがそれぞれ関節部にて連結され、先端のアームには加工用ワークに対して物理的処理を施す処理装置が設けられている産業用物理的処理ロボットが、作業者側で物理的処理を施すことができるような位置に配置されているものである。

このような第４の態様であるワーク加工用固定治具の交換装置によれば、作業者側で第１のワーク加工用固定治具及び第２のワーク加工用固定治具にセットされた加工用ワークに、産業用物理的処理ロボットで物理的処理を施すことができる。

本発明のワーク加工用固定治具の交換装置によれば、加工用ワークをクランパーで固定するワーク加工用固定治具を小型軽量化することができ、また、複数の車種に対応する各加工用ワークをスポット溶接する比率が異なる場合においても、ワーク加工用固定治具の格納スペースの拡大と、タクトタイムが長くなることを防ぐことができ、而もパレットの格納スペースを大きくすることなく多車種に対応するワーク加工用固定治具を簡易な構成にすることができるようになる。

また、本発明のワーク加工用固定治具の交換装置によれば、固定治具固定ユニットの装着面にワーク加工用固定治具を、時間を掛けることなく容易に精度よく装着することができるようになる。

本発明のワーク加工用固定治具の交換装置の好ましい実施の形態例を示す平面図で、（Ａ）は作業者側に位置する２つのワーク加工用固定治具に、作業者が加工用ワークをセットする状態の図、（Ｂ）は（Ａ）で２つのワーク加工用固定治具にセットされた加工用ワークに溶接を施すと共に、産業用搬送ロボット側に位置する２つのワーク加工用固定治具を、産業用搬送ロボットで他の２つのワーク加工用固定治具に交換する状態の図、（Ｃ）は（Ｂ）で交換された２つのワーク加工用固定治具をそれぞれ対応する固定治具固定ユニットで作業者側に回転後、作業者が加工用ワークをセットする状態の図である。 （Ａ）は図１に示す本発明のワーク加工用固定治具の交換装置の側面図、（Ｂ）は固定治具固定ユニットの固定治具装着部の詳細を示す上面から見た断面図、（Ｃ）は固定治具固定ユニットの固定治具装着部のクランプと位置決めピンの配置状態を示す説明図である。 ２つのワーク加工用固定治具に加工用ワークがセットされている状態を示す説明図である。 従来のパレットの交換装置を示す平面図で、（Ａ）は作業者側に位置するパレットに作業者が加工用ワークをセットする状態の図、（Ｂ）は（Ａ）で加工用ワークがセットされたパレットを、パレット回転台で産業用溶接ロボット側に回転する状態の図、（Ｃ）は（Ｂ）で産業用溶接ロボット側に位置するパレットにセットされた加工用ワークに産業用溶接ロボットで溶接を施すと共に、作業者側に位置するパレットをパレット移動機構で他のパレットに交換する状態の図、（Ｄ）は（Ｃ）で交換された他のパレットに作業者が加工用ワークをセットする状態の図である。 （Ａ）は図４に示す従来のパレットの交換装置の側面図、（Ｂ）はパレットに加工用ワークがセットされている状態を示す説明図である。

以下、本発明のワーク加工用固定治具の交換装置を実施するための最良の形態例について、図面を参照して説明する。
本発明のワーク加工用固定治具の交換装置は図１（Ａ）、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、加工用ワークＷの一方の側面Ｗａをクランパ等で着脱自在に固定する当該加工用ワークＷの種類毎に異なる第１のワーク加工用固定治具２０をクランプして位置決めする第１の固定治具固定ユニット２と、加工用ワークＷの他方の側面Ｗｂをクランパ等で着脱自在に固定する第１のワーク加工用固定治具２０と対になる第２のワーク加工用固定治具３０をクランプして位置決めする第２の固定治具固定ユニット３と、対になる第１のワーク加工用固定治具２０及び第２のワーク加工用固定治具３０が格納される治具ストッカ４と、複数のアーム５０がそれぞれ関節部にて連結され、先端のアーム５１には第１のワーク加工用固定治具２０又は第２のワーク加工用固定治具３０を把持するためのロボットハンド５２が設けられている産業用搬送ロボット５とを備えている。なお、第１のワーク加工用固定治具２０は図１においては符号を２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと付してあるが、これは異なる加工用ワークＷに対応させるためであり、同様に、第２のワーク加工用固定治具３０も図１においては符号を３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃと付してあるが、これは異なる加工用ワークＷに対応させるためである。

第１の固定治具固定ユニット２は、第１のワーク加工用固定治具２０を装着する垂直面２１ａ、２１ｂが相反する方向に形成される固定治具装着部２１を備え、固定治具装着部２１の垂直面２１ａ、２１ｂには、それぞれ第１のワーク加工用固定治具２０をクランプして位置決めするための第１のクランパー２２が設置されている。この第１のクランパー２２は、エアシリンダ（図示せず。）の駆動制御によって加工用ワークＷの一方の側面Ｗａに対してクランプ及びアンクランプが可能になる。また、第１の固定治具固定ユニット２は、固定治具装着部２１に各垂直面２１ａ、２１ｂを垂直回転させる垂直回転軸２３が設けられ、この垂直回転軸２３を回転させるモータ等の回転機構（図示せず。）を備えている。

第２の固定治具固定ユニット３は、第２のワーク加工用固定治具３０を装着する垂直面３１ａ、３１ｂが相反する方向に形成される固定治具装着部３１を備え、固定治具装着部３１の垂直面３１ａ、３１ｂには、それぞれ第２のワーク加工用固定治具３０をクランプして位置決めするための第２のクランパー３２が設置されている。この第２のクランパー３２は、エアシリンダ（図示せず。）の駆動制御によって加工用ワークＷの他方の側面Ｗｂに対してクランプ及びアンクランプが可能になる。また、第２の固定治具固定ユニット３は、固定治具装着部３１に各垂直面３１ａ、３１ｂを垂直回転させる垂直回転軸３３が設けられ、この垂直回転軸３３を回転させるモータ等の回転機構（図示せず。）を備えている。なお、固定治具装着部２１及び固定治具装着部３１は同一の構成なので、図２（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ一つの図で固定治具装着部２１及び固定治具装着部３１を示している。

このような第１の固定治具固定ユニット２及び第２の固定治具固定ユニット３は、それぞれ回転機構で垂直回転軸２３を介して固定治具装着部２１、垂直回転軸３３を介して固定治具装着部３１を回転させて、作業者Ｈ側に例えば固定治具装着部２１の垂直面２１ａ及び固定治具装着部３１の垂直面３１ａを位置させると、固定治具装着部２１の垂直面２１ｂ及び固定治具装着部３１の垂直面３１ｂは、垂直面２１ａ及び垂直面３１ａと相反する方向に形成されているので、産業用搬送ロボット５が配置されている方向に位置することになる。したがって、固定治具装着部２１及び固定治具装着部３１をそれぞれ回転機構で１８０度回転させるだけで、対になる垂直面２１ａ及び垂直面３１ａと、対になる垂直面２１ｂ及び垂直面３１ｂとを、作業者Ｈ側及び産業用搬送ロボット５側に相互に入れ替えることができる。なお、このような入れ替え機能を持たせることができれば、固定治具装着部２１及び固定治具装着部３１の垂直面の数は２つに限らず、３つ以上の同数にしてもよい。

また、第１の固定治具固定ユニット２は、回転機構で垂直回転軸２３を介して固定治具装着部２１を回転させた際、固定治具装着部２１の垂直面２１ａ及び垂直面２１ｂの何れにもワーク加工用固定治具がセットされていても干渉しないように空間が設けられ、第２の固定治具固定ユニット３も、垂直回転軸３３を介して固定治具装着部３１を回転させた際、固定治具装着部３１の垂直面３１ａ及び垂直面３１ｂの何れにもワーク加工用固定治具がセットされていても干渉しないように空間が設けられている。

また、第１の固定治具固定ユニット２の固定治具装着部２１の各垂直面２１ａ、２１ｂ、及び第２の固定治具固定ユニット３の固定治具装着部３１の各垂直面３１ａ、３１ｂには、それぞれ第１のワーク加工用固定治具２０及び第２のワーク加工用固定治具３０を各クランパー２２、３２でクランプする際の位置決め精度を高めるための位置決めピン２４、３４が突設されている。また、第１のワーク加工用固定治具２０及び第２のワーク加工用固定治具３０には、それぞれ位置決めピン２４、３４を嵌合させるための嵌合穴２５、３５が形成されている。このような位置決めピン２４、３４を設けることで、固定治具固定ユニットの装着面にワーク加工用固定治具を、時間を掛けることなく容易に精度よく装着することができるようになる。

さらに、第１のクランパー２２は、クランプ中に第１のワーク加工用固定治具２０がずれないように、固定治具装着部２１の垂直面２１ａ、２１ｂそれぞれに複数設置されている。同様に、第２のクランパー３２は、クランプ中に第１のワーク加工用固定治具３０がずれないように、固定治具装着部３１の垂直面３１ａ、３１ｂそれぞれに複数設置されている。このように、第１のクランパー２２及び第２のクランパー３２を、それぞれクランプ中に第１のワーク加工用固定治具２０及び第２のワーク加工用固定治具３０がずれないように複数設置することで、品質がばらつくことを防ぐことができる。

産業用搬送ロボット５は、第１のワーク加工用固定治具２０を治具ストッカ４の治具格納位置及び第１のクランパー２２のクランプ位置間で移動させ、第２のワーク加工用固定治具３０を治具ストッカ４の治具格納位置及び第２のクランパー３２のクランプ位置間で移動させることができるような位置に配置されている。したがって、治具ストッカ４は、産業用搬送ロボット５の近傍に配置されることになる。

また、加工用ワークＷに対して物理的処理を施す処理装置６２が固定されている産業用物理的処理ロボット６が、作業者側で物理的処理を施すことができるような位置に配置されている。この産業用物理的処理ロボット６は、例えば、産業用搬送ロボット５とほぼ同様の構成で、複数のアーム６１がそれぞれ関節部にて連結され、先端のアーム６２には処理装置６０が設けられている。

このように構成されたワーク加工用固定治具の交換装置１の動作について、図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、図３に基づき説明する。なお、このワーク加工用固定治具の交換装置１を、自動車製造工程であるロボット溶接工程に適用させる。したがって、産業用物理的処理ロボット６は、フルドアのアウタパネルが除かれたインナードアシェルを組み立てるための産業用溶接ロボットで、処理装置６０が溶接ガンとする。

また、動作開始時には図１（Ａ）に示すように、第１の固定治具固定ユニット２の固定治具装着部２１の垂直面２１ａに第１のワーク加工用固定治具２０Ａが第１のクランパー２２でクランプされ、第２の固定治具固定ユニット３の固定治具装着部３１の垂直面３１ａに第２のワーク加工用固定治具３０Ａが第２のクランパー３２でクランプされ、これらＡ車用の対になる第１のワーク加工用固定治具２０Ａ及び第２のワーク加工用固定治具３０Ａには加工用ワークは固定されていないものとする。

また、第１の固定治具固定ユニット２の固定治具装着部２１の垂直面２１ｂに第１のワーク加工用固定治具２０Ｃが第１のクランパー２２でクランプされ、第２の固定治具固定ユニット３の固定治具装着部３１の垂直面３１ｂに第２のワーク加工用固定治具３０Ｃが第２のクランパー３２でクランプされ、これらＣ車用の対になる第１のワーク加工用固定治具２０Ｃ及び第２のワーク加工用固定治具３０Ｃには加工用ワークは固定されていないものとする。このような第１の固定治具固定ユニット２の固定治具装着部２１の垂直面２１ａ及び第２の固定治具固定ユニット３の固定治具装着部３１の垂直面３１ａは作業者Ｈの位置する方向に、第１の固定治具固定ユニット２の固定治具装着部２１の垂直面２１ｂ及び第２の固定治具固定ユニット３の固定治具装着部３１の垂直面３１ｂは産業用搬送ロボット５の位置する方向にそれぞれ向いているものとする。
さらに、治具ストッカ４にはＢ車用の対になる第１のワーク加工用固定治具２０Ｂ及び第２のワーク加工用固定治具３０ＢがＢ車用の治具格納位置に格納されているものとする。

このような状況において、作業者ＨがＡ車用の対になる第１のワーク加工用固定治具２０Ａ及び第２のワーク加工用固定治具３０ＡにＡ車用の加工用ワークＷを固定させると図１（Ｂ）に示すように、その状態のままでＡ車用の加工用ワークＷに産業用溶接ロボット６の溶接ガン６０で他の部品をスポット溶接する。

この際、次にＢ車用の加工用ワークＷに溶接ガン６０で他の部品をスポット溶接する場合には、第１の固定治具固定ユニット２の固定治具装着部２１の垂直面２１ｂに第１のクランパー２２でクランプされ、第２の固定治具固定ユニット３の固定治具装着部３１の垂直面３１ｂに第２のクランパー３２でクランプされているＣ車用の対になる第１のワーク加工用固定治具２０Ｃ及び第２のワーク加工用固定治具３０Ｃを、治具ストッカ４に格納されているＢ車用の対になる第１のワーク加工用固定治具２０Ｂ及び第２のワーク加工用固定治具３０Ｂに交換する。

具体的には、産業用搬送ロボット５のロボットハンド５２を、第１の固定治具固定ユニット２の固定治具装着部２１の垂直面２１ｂの第１のクランパー２２のクランプ位置まで移動して、第１のクランパー２２でクランプされている第１のワーク加工用固定治具２０Ｃを当該ロボットハンド５２で把持する。そして、第１のクランパー２２をアンクランプして当該第１のワーク加工用固定治具２０Ｃをロボットハンド５２で把持した状態で、第１のクランパー２２のクランプ位置から治具ストッカ４のＣ車用の治具格納位置まで移動して、ロボットハンド５２を開放することで、第１のワーク加工用固定治具２０Ｃを治具ストッカ４のＣ車用の治具格納位置に格納する。

次に、産業用搬送ロボット５のロボットハンド５２を、治具ストッカ４のＢ車用の治具格納位置まで移動して、Ｂ車用の第１のワーク加工用固定治具２０Ｂを当該ロボットハンド５２で把持する。そして、Ｂ車用の第１のワーク加工用固定治具２０Ｂをロボットハンド５２で把持した状態で、第１の固定治具固定ユニット２の固定治具装着部２１の垂直面２１ｂの第１のクランパー２２のクランプ位置まで移動して、第１のクランパー２２をクランプすることで、Ｂ車用の第１のワーク加工用固定治具２０Ｂを第１の固定治具固定ユニット２の固定治具装着部２１の垂直面２１ｂに固定する。ここで、ロボットハンド５２を開放する。

同様に、産業用搬送ロボット５のロボットハンド５２を、第２の固定治具固定ユニット３の固定治具装着部３１の垂直面３１ｂの第２のクランパー３２のクランプ位置まで移動して、第２のクランパー３２でクランプされている第２のワーク加工用固定治具３０Ｃを当該ロボットハンド５２で把持する。そして、第２のクランパー３２をアンクランプして当該第２のワーク加工用固定治具３０Ｃをロボットハンド５２で把持した状態で、第２のクランパー３２のクランプ位置から治具ストッカ４のＣ車用の治具格納位置まで移動して、ロボットハンド５２を開放することで、第２のワーク加工用固定治具３０Ｃを治具ストッカ４のＣ車用の治具格納位置に格納する。

次に、産業用搬送ロボット５のロボットハンド５２を、治具ストッカ４のＢ車用の治具格納位置まで移動して、Ｂ車用の第２のワーク加工用固定治具３０Ｂを当該ロボットハンド５２で把持する。そして、Ｂ車用の第２のワーク加工用固定治具３０Ｂをロボットハンド５２で把持した状態で、第２の固定治具固定ユニット３の固定治具装着部３１の垂直面３１ｂの第２のクランパー３２のクランプ位置まで移動して、第２のクランパー３２をクランプすることで、Ｂ車用の第２のワーク加工用固定治具３０Ｂを第２の固定治具固定ユニット３の固定治具装着部３１の垂直面３１ｂに固定する。ここで、ロボットハンド５２を開放する。

したがって、対になるＣ車用の第１のワーク加工用固定治具２０Ｃ及び第２のワーク加工用固定治具３０Ｃを、並べて治具ストッカ４のＣ車用の治具格納位置に格納でき、対になるＢ車用の第１のワーク加工用固定治具２０Ｂ及び第２のワーク加工用固定治具３０Ｂを、第１の固定治具固定ユニット２の固定治具装着部２１及び第２の固定治具固定ユニット３の固定治具装着部３１にセットすることができる。

対になるＢ車用の第１のワーク加工用固定治具２０Ｂ及び第２のワーク加工用固定治具３０Ｂを、第１の固定治具固定ユニット２の固定治具装着部２１及び第２の固定治具固定ユニット３の固定治具装着部３１にセットした後に、第１の固定治具固定ユニット２の回転機構で垂直回転軸２３を介して固定治具装着部２１を１８０度回転させ、第２の固定治具固定ユニット３の回転機構で垂直回転軸３３を介して固定治具装着部３１を１８０度回転させる。これにより、対になるＢ車用の第１のワーク加工用固定治具２０Ｂ及び第２のワーク加工用固定治具３０Ｂを作業者Ｈが位置する側に向かせることができる。この状態のままで、作業者Ｈが対になるＢ車用の第１のワーク加工用固定治具２０Ｂ及び第２のワーク加工用固定治具３０Ｂに、Ｂ車用の加工用ワークＷをセットすることができ、Ｂ車用の加工用ワークＷに産業用溶接ロボット６の溶接ガン６０で他の部品をスポット溶接することができる。

このようなワーク加工用固定治具の交換装置１は、図３に示すように、２つに分離されている第１のワーク加工用固定治具２０及び第２のワーク加工用固定治具３０で加工用ワークＷを固定することができるので、加工用ワークを着脱自在に固定するワーク加工用固定治具を小型軽量化することができる。また、作業者Ｈが位置する側で、当該作業者Ｈが対になる第１のワーク加工用固定治具２０及び第２のワーク加工用固定治具３０に加工用ワークＷをセットすることができると共に、第１のワーク加工用固定治具２０及び第２のワーク加工用固定治具３０にセットされた加工用ワークＷに、産業用溶接ロボット６の溶接ガン６０で他の部品をスポット溶接することができるので、複数の車種に対応する各加工用ワークをスポット溶接する比率が異なる場合においても、ワーク加工用固定治具の格納スペースの拡大と、タクトタイムが長くなることを防ぐことができ、而もパレットの格納スペースを大きくすることなく多車種に対応するワーク加工用固定治具を簡易な構成にすることができる。

なお、上述した動作説明においては、産業用物理的処理ロボット６を産業用溶接ロボットとして説明したが、これに限らず、処理装置６０としてシーラーガン、インパクトレンチ及びドリルヘッド等の物理的処理を施すことができるツールを、それぞれ１つだけ接続できるようにしてもよい。この場合、産業用物理的処理ロボット６の先端のアーム６２と処理装置６０とを接続するためには、ツールチェンジャが好適である。このツールチェンジャは、ツールを装着したり離脱したりすることをワンタッチで行なえるものが、作業性の観点から好ましい。

また、ワーク加工用固定治具の交換装置１の産業用搬送ロボット５及び産業用溶接ロボット６は、ティーチングしたプログラムを、産業用搬送ロボット５及び産業用溶接ロボット６を制御する制御部７のハードディスクやメモリに記録させることで、上述したような各動作をティーチングプレイバックすることができる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１……ワーク加工用固定治具の交換装置
２……第１の固定治具固定ユニット
２０……第１のワーク加工用固定治具
２１ａ、２１ｂ……垂直面
２２……第１のクランパー
２３……垂直回転軸
２４……位置決めピン
２５……嵌合穴
３……第２の固定治具固定ユニット
３０……第２のワーク加工用固定治具
３１ａ、３１ｂ……垂直面
３２……第２のクランパー
３３……垂直回転軸
３４……位置決めピン
３５……嵌合穴
４……治具ストッカ
５……産業用搬送ロボット
５０……複数のアーム
５１……先端のアーム
５２……ロボットハンド
６……産業用溶接ロボット（産業用物理的処理ロボット）
６０……処理装置
６１……複数のアーム
６２……先端のアーム
Ｗ……加工用ワーク
Ｗａ……一方の側面
Ｗｂ……他方の側面

Claims (4)

1. 加工用ワークの一方の側面を着脱自在に固定する当該加工用ワークの種類毎に異なる第１のワーク加工用固定治具をクランプして位置決めするための第１のクランパーを、少なくとも２箇所以上の垂直面それぞれに設置していると共に、前記各第１のクランパーが設置されている前記各垂直面を垂直回転軸によって垂直回転させる回転機構を備えている第１の固定治具固定ユニットと、
   前記加工用ワークの他方の側面を着脱自在に固定する前記第１のワーク加工用固定治具と対になる第２のワーク加工用固定治具をクランプして位置決めするための第２のクランパーを、前記第１の固定治具固定ユニットの前記垂直面と同数の垂直面それぞれに設置していると共に、前記各第２のクランパーが設置されている前記各垂直面を垂直回転軸によって垂直回転させる回転機構を備えている第２の固定治具固定ユニットと、
   前記対になる第１のワーク加工用固定治具及び第２のワーク加工用固定治具が格納される治具ストッカと、
   複数のアームがそれぞれ関節部にて連結され、先端のアームには前記第１のワーク加工用固定治具又は前記第２のワーク加工用固定治具を把持するためのロボットハンドが設けられ、前記第１のワーク加工用固定治具を前記治具ストッカの治具格納位置及び前記第１のクランパーのクランプ位置間で移動させ、前記第２のワーク加工用固定治具を前記治具ストッカの治具格納位置及び前記第２のクランパーのクランプ位置間で移動させる産業用搬送ロボットとを備えていることを特徴とするワーク加工用固定治具の交換装置。
2. 前記第１の固定治具固定ユニットの前記各垂直面、及び前記第２の固定治具固定ユニットの前記各垂直面には、それぞれ前記第１のワーク加工用固定治具及び前記第２のワーク加工用固定治具を前記各クランパーでクランプする際の位置決め精度を高めるための位置決めピンが突設され、前記第１のワーク加工用固定治具及び前記第２のワーク加工用固定治具には、それぞれ前記位置決めピンを嵌合させるための嵌合穴が形成されていることを特徴とする請求項１記載のワーク加工用固定治具の交換装置。
3. 前記第１のクランパー及び前記第２のクランパーは、それぞれクランプ中に前記第１のワーク加工用固定治具及び前記第２のワーク加工用固定治具がずれないように複数設置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のワーク加工用固定治具の交換装置。
4. 複数のアームがそれぞれ関節部にて連結され、先端のアームには前記加工用ワークに対して物理的処理を施す処理装置が設けられている産業用物理的処理ロボットが、作業者側で前記物理的処理を施すことができるような位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載のワーク加工用固定治具の交換装置。

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