JP2013103292A - 搬送装置及び搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転方向の位置ずれを抑制し、高精度な位置決めを行うことができる搬送装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る搬送装置は、支持部１１に対しフローティング状態で設置される搬送プレート１２と、搬送プレート１２と一体に変位可能な第１位置決め部１６と、搬送プレート１２に対向して配置されたワーク２１が載置される冶具プレート２０と一体に変位可能であり、第１位置決め部１６に嵌合することにより搬送プレート１２の位置を規制する第２位置決め部１９とを有し、第１位置決め部１６及び第２位置決め部１９が回転防止可能な形状であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送装置及び搬送方法に関する。

自動車の組立工程において、車体をハンガーによって支持した状態で作業ステージまで搬送し、車体の下側から部品（ワーク）を組付ける作業が行なわれている。ワークはパレットに載置されており、このパレットをリフト機構によって所定高さまで押上げることによってワークを車体に着座させたのち、これらのワークが車体に固定される。

従って、これらのワークは、リフト機構を上昇させる際に、車体に対して正確に位置決めされている必要がある。特許文献１には、ボディとワークとの位置決めを行う位置決め装置が開示されている。

特許文献１に記載の位置決め装置では、ボディを支える支持体に設けられたフローティング部材と、これと一体に変位する第１のガイド部材とが設けられている。支持体の下方には、第１の位置決め部材が設けられている。第１の位置決め部が第１のガイド部材に嵌合することにより、フローティング部材の位置が規制される。

特開２００１−８７９５７号公報

特許文献１に記載の第１の位置決め部材は、上端部が尖った円柱状の部材である。このため、第１の位置決め部材が第１のガイド部材に嵌合したとしても、第１の位置決め部を中心として回転した場合、車体とワークとの位置ずれが発生する。

本発明は、上記のような事情を背景としてなされたものであり、回転方向の位置ずれを抑制し、高精度な位置決めを行うことが可能な搬送装置及び搬送方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る搬送装置は、支持部に対しフローティング状態で設置される搬送プレートと、前記搬送プレートと一体に変位可能な第１位置決め部と、前記搬送プレートに対向して配置されたワークが載置される冶具と一体に変位可能であり、前記第１位置決め部に嵌合することにより前記搬送プレートの位置を規制する第２位置決め部とを有し、前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部が回転防止可能な形状であることを特徴とする。これにより、回転方向の位置ずれを抑制し、高精度に位置決めを行うことができる。

本発明の第２の態様に係る搬送装置は、上記の搬送装置において、前記第２位置決め部は、前記冶具から前記搬送プレート側に向かって突出した、断面形状が略楕円形状の凸部であり、前記第１位置決め部は、内部形状が前記第２位置決め部に対応した楕円形状の凹部であることを特徴とする。これにより、簡素な構造で、高精度に位置決めを行うことが可能となる。

本発明の第３の態様に係る搬送装置は、上記の搬送装置において、前記第２位置決め部は、前記冶具側から前記搬送プレート側に向かって細くなっていることを特徴とする。

本発明の第４の態様に係る搬送装置は、上記の搬送装置において、前記第１位置決め部に対する前記第２位置決め部の位置を検出する第１位置検出部をさらに備え、前記第１位置検出部の検出結果に応じて、前記搬送プレートと前記冶具とが近づく速度が制御されることを特徴とする。これにより、高速に高精度に搬送・搬出することが可能となる。

本発明の第５の態様に係る搬送装置は、上記の搬送装置において、前記搬送プレートと一体に変位可能な、前記冶具に載置されたワークを把持するためのハンド部をさらに備える。

本発明の第６の態様に係る搬送装置は、上記の搬送装置において、第１位置検出部は、前記第１位置決め部に設けられ、前記第１位置決め部には、前記第１位置検出部よりも前記搬送プレート側に設けられた第２位置検出部がさらに設けられており、前記ハンド部は、前記第２位置検出部の検出結果に応じて、前記前記ワークを把持又は解放することを特徴とする。これにより、高速に高精度に搬送・搬出することが可能となる。

本発明の第７の態様に係る搬送方法は、支持部に対しフローティング状態で設置される搬送プレートと一体に変位可能なハンド部及び第１位置決め部と、ワークが載置される冶具と一体に変位可能な第２位置決め部とを近づけ、回転防止可能な形状の前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部を嵌合させることにより前記ハンド部の位置を規制し、前記ワークを前記ハンド部で把持する。これにより、回転方向の位置ずれを抑制し、高精度に位置決めを行うことができる。

本発明の第８の態様に係る搬送方法は、上記の搬送方法において、前記冶具から前記搬送プレート側に向かって突出した、断面形状が略楕円形状の凸部である前記第２位置決め部を、内部形状が前記第２位置決め部に対応した楕円形状の凹部である前記第１位置決め部内に挿入することにより、前記ハンド部の位置を規制することを特徴とする。これにより、簡素な構造で、高精度に位置決めを行うことが可能となる。

本発明の第９の態様に係る搬送方法は、上記の搬送方法において、前記ハンド部が前記ワーク上の所定の位置に近づくまでの速度よりも、前記ハンド部が前記所定の位置から前記ワークの把持位置に至るまでの速度が遅いことを特徴とする。これにより、高速に高精度に搬送・搬出することが可能となる。

本発明により、回転方向の位置ずれを抑制し、高精度な位置決めを行うことが可能な搬送装置及び搬送方法を提供するができる。

実施の形態１に係る搬送装置の構成を示す模式図である。 実施の形態１に係る搬送装置に用いられる第１位置決め部と第２位置決め部が嵌合した状態を示す断面図である。 実施の形態１に係る搬送方法を説明するフローチャートである。 実施の形態２に係る搬送装置の構成を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る搬送装置について、図１を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係る搬送装置１０の構成を示す模式図である。図１に示すように、搬送装置１０は、支持部１１、搬送プレート１２、フローティング板１３、搬送ハンド１４、第１位置決め部１５、第１位置検出部１７、第２位置検出部１８、第２位置決め部１９を備えている。

本発明に係る搬送装置は、エンジンのコネクティングロッド（コンロッド）などの、高精度の位置決め及び高速搬送を必要とする部品（ワーク）を加工設備等に搬入出する場合に好適に用いられるものである。実施の形態１では、ワーク２０を冶具プレート１８の所定の位置に搬入する例について説明する。

支持部１１は、上側に配置された搬送プレート１２を移動可能に支持している。上側の搬送プレート１２には、２つの支持部材が設けられている。２つの支持部材の間には、２枚のフローティング板１３が配置されている。２枚のフローティング板１３の間には、上部から見ると円形状にガイドレールが設けられている。ガイドレール間には、複数の転動体が配置されている。

下側のフローティング板１３と搬送プレート１２とは、支持部材により接続されている。この下側のフローティング板１３と支持部材との間にもまた、上部から見ると円形状にガイドレールが設けられている。ガイドレール間には、複数の転動体が配置されている。従って、下側の搬送プレート１２、フローティング板１３を含む構造体は、支持部１１及び上側の搬送プレートに対して変位可能なフローティング状態となっている。

２枚のフローティング板１３が揺動することにより、上下の搬送プレート１２は独立して左右方向に移動することができる。このように、フローティング板１３は、冶具プレート２０上のワーク２１に対する位置ずれを吸収する役割を果たす。

下側の搬送プレート１２には、一対のアーム１４が設けられている。アーム１４の先端には、それぞれハンド１５が接続されている。ハンド１５は、搬送プレート１２と一体に変位可能である。すなわち、搬送プレート１２の移動に従ってハンド１５が移動する。ハンド１５は、所定の把持位置において、ワーク２１を把持・解放する。

また、搬送プレート１２の中央部には、第１位置決め部１６が設けられている。第１位置決め部１６は、凹部を有する吸収ばねからなる。第１位置決め部１６もまた、フローティング板１３と同様に、ハンド１５の冶具プレート１８に対する位置ずれを吸収する。搬送プレート１２、フローティング板１３、アーム１４、ハンド１５、第１位置決め部１６を含む搬送構造体は、図示しない昇降装置により一体的に上下に移動可能である。

冶具プレート２０は、搬送プレート１２に対向するように配置される。冶具プレート２０の第１位置決め部１６に対応する位置には、第２位置決め部１９が設けられている。第２位置決め部１９は、冶具プレート２０から搬送プレート１２側に向かって突出した凸部である。第２位置決め部１９は、冶具プレート２０と一体に変位可能である。

搬送プレート１２、ハンド１５、第１位置決め部１６が一体となって冶具プレート２０側に向かって下降することにより、第１位置決め部１６内に第２位置決め部１９が嵌合される。これにより、一体となって変位する搬送プレート１２、アーム１４、ハンド１５を含む搬送構造体の位置が規制される。第１位置決め部１６、第２位置決め部１９は、ハンド１５を含む搬送構造体の回転を防止することが可能な形状である。

実施の形態１では、図２に示すように、第２位置決め部１９の断面形状が略楕円形状となっている。また、第１位置決め部１６の内部形状は、第２位置決め部１９の形状に対応した楕円形状となっている。このため、第２位置決め部１９が第１位置決め部１６内に挿入されると、第２位置決め部１９は、第１位置決め部１６内で回転できない。このため、ハンド１５と第２位置検出部１８との回転方向の位置ずれを防止することができ、高精度に位置合わせを行うことが可能となる。

なお、第１位置決め部１６、第２位置決め部１９の形状は、上述の例に限定されるものではない。第１位置決め部１６、第２位置決め部１９は、ハンド１５を含む搬送構造体の回転を防止することが可能な形状であればどのような形状でもよい。

第２位置決め部１９は、冶具プレート２０から搬送プレート１２側に向かって突出している。第２位置決め部１９は、冶具プレート２０側から先端に向かって細くなるように形成される。これにより、第２位置決め部１９が第１位置決め部１６に容易に挿入することが可能となる。

実施の形態１では、第１位置決め部１６には、２つの位置検出部（第１位置検出部１７、第２位置検出部１８）が設けられている。第１位置検出部１７、第２位置検出部１８は、第１位置決め部１６に対する第２位置決め部１９の位置を検出する。なお、第１位置検出部１７、第２位置検出部１８が設けられる位置は、この例に限定されるものではない。

第１位置検出部１７は、第２位置検出部１８よりも第１位置決め部１６の先端側に設けられている。すなわち、第１位置決め部１６において、第２位置検出部１８は第１位置検出部１７よりも搬送プレート１２側に設けられる。従って、第１位置検出部１７は、第２位置検出部１８よりも早く第１位置決め部１６に挿入される第２位置決め部１９を検出する。

第１位置検出部１７が第２位置決め部１９を検出すると、搬送プレート１２と冶具プレート２０とが近付く速度が制御される。第２位置決め部１９が第１位置検出部１７により検出される前よりも検出された後のほうが、搬送プレート１２と冶具プレート２０とが近付く速度が遅く制御される。

すなわち、ハンド１５がワーク２１上の所定の位置に近づくまでの速度よりも、ハンド１５が当該所定の位置からワーク２１の把持位置に至るまでの速度が遅くなる。これにより、ハンド１５がワーク２１上の所定の位置に近づくまでの速度を高速にすることができ搬送速度を高速化することができる。また、ハンド１５が当該所定の位置からワーク２１の把持位置に至るまでの速度を遅くすることにより、高精度に位置決めを行うことが可能となる。

第２位置検出部１８は、ハンド１５がワーク２１の把持位置に到達するときに、第２位置決め部１９の先端を検出する位置に設けられている。従って、第２位置検出部１８が第２位置決め部１９を検出すると、ハンド１５はワーク２１の把持位置に達する。ハンド１５は、第２位置検出部１８が第２位置決め部１９を検出したことに応じて、冶具プレート２０上のワーク２１を把持するか、又は、冶具プレート２０上に把持していたワーク２１を解放する。これにより、精度よくワーク２１を冶具プレート２０に搬入又は冶具プレート２０から搬送することができる。

ここで、図３を参照して、実施の形態１に係る搬送方法について説明する。図３は、実施の形態１に係る搬送方法を説明するためのフロー図である。図３に示すように、まず、搬送装置１０を起動させ、搬送プレート１２を可動状態とする（Ｓ１）。そして、搬送プレート１２、ハンド１５、第１位置決め部１６を含む搬送構造体を一体として下降させる（Ｓ２）。これにより、第２位置決め部１９が第１位置決め部１６内に挿入される。

搬送構造体をさらに下降させると、第１位置検出部１７により第２位置決め部１９が検出され、第１位置検出部１７がＯＮとなり、検出結果が出力される（Ｓ３）。この第１位置検出部１７からの検出結果に応じて、搬送構造体の下降速度が低下する（Ｓ４）。このように、ハンド１５がワーク２１上の所定の位置に達するまでの速度よりも、当該所定の位置からワーク２１の把持位置までの速度を遅くする。これにより、搬送に係る時間を短縮することができるとともに、精度よくハンド１５とワーク２１の位置決めを行うことが可能となる。

その後、搬送構造体をさらに下降させると、第２位置検出部１８により第２位置決め部１９が検出され、第２位置検出部１８がＯＮとなり、検出結果が出力される（Ｓ５）。この第２位置検出部１８の検出結果に応じて、ハンド１５がワーク２１を把持又は解放する（Ｓ６）。その後、搬送プレート１２、ハンド１５、第１位置決め部１６を含む搬送構造体が上昇し（Ｓ７）、新たなワーク２１に対して同様の動作が繰り返される。

このように、第２位置検出部１８の検出結果に応じてハンド１５が作動するため、ハンド１５が確実にワーク２１を把持することができ、また、冶具プレート２０上の所定の位置にワーク２１を解放することが可能となる。

従来、エンジンのコンロッドなど基準穴を有する部品をロボットで自動的に搬送し、加工設備などに搬入出する場合、搬送側、加工設備側の両方に大型な位置決め装置が必要であり、装置全体が非常に大型化していた。

本発明によれば、ワークを搬送する搬送構造体の下降過程において、簡素な構成で、回転方向の位置ずれを抑制し、高精度な位置決めを行うことができるとともに、高速に搬入出を行うことが可能となる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る搬送装置について図４を参照して説明する。図４は、実施の形態２に係る搬送装置１０Ａの構成を示す図である。図４において、図１と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図４に示すように、実施の形態２に係る搬送装置１０Ａでは、搬入用のハンド１５Ａ、搬出用のハンド１５Ｂがそれぞれ設けられている。このように搬入用と搬出用のハンドをそれぞれ設けることにより、実施の形態１と同様に、高精度に位置決めを行い、高い精度で搬送を行うとともに、さらに搬入出に係る時間を短縮することも可能となる。

上記の例では、搬送プレート１２に設けられる第１位置決め部１６が凹部、第２位置決め部１９が凸部としたが、これに限定されず、搬送プレート１２に設けられる位置決め部が凸部、冶具プレート２０に設けられる位置決め部が凹部のように逆であってもよい。本発明に係る搬送装置は、例えば、自動車、部品、設備、工具、材料の製造工程において高精度な位置合わせを必要とする各種の工程において、用いることができる。

１０、１０Ａ 搬送装置
１１ 支持部
１２ 搬送プレート
１３ フローティング板
１４ アーム
１５、１５Ａ、１５Ｂ ハンド
１６ 第１位置決め部
１７ 第１位置検出部
１８ 第２位置検出部
１９ 第２位置決め部
２０ 冶具プレート
２１ ワーク

Claims (9)

1. 支持部に対しフローティング状態で設置される搬送プレートと、
   前記搬送プレートと一体に変位可能な第１位置決め部と、
   前記搬送プレートに対向して配置されたワークが載置される冶具と一体に変位可能であり、前記第１位置決め部に嵌合することにより前記搬送プレートの位置を規制する第２位置決め部とを有し、
   前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部が回転防止可能な形状であることを特徴とする搬送装置。
2. 前記第２位置決め部は、前記冶具から前記搬送プレート側に向かって突出した、断面形状が略楕円形状の凸部であり、
   前記第１位置決め部は、内部形状が前記第２位置決め部に対応した楕円形状の凹部であることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記第２位置決め部は、前記冶具側から前記搬送プレート側に向かって細くなっていることを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記第１位置決め部に対する前記第２位置決め部の位置を検出する第１位置検出部をさらに備え、
   前記第１位置検出部の検出結果に応じて、前記搬送プレートと前記冶具とが近づく速度が制御されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の搬送装置。
5. 前記搬送プレートと一体に変位可能な、前記冶具に載置されたワークを把持するためのハンド部をさらに備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の搬送装置。
6. 第１位置検出部は、前記第１位置決め部に設けられ、
   前記第１位置決め部には、前記第１位置検出部よりも前記搬送プレート側に設けられた第２位置検出部がさらに設けられており、
   前記ハンド部は、前記第２位置検出部の検出結果に応じて、前記前記ワークを把持又は解放することを特徴とする請求項５に記載の搬送装置。
7. 支持部に対しフローティング状態で設置される搬送プレートと一体に変位可能なハンド部及び第１位置決め部と、ワークが載置される冶具と一体に変位可能な第２位置決め部とを近づけ、
   回転防止可能な形状の前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部を嵌合させることにより前記ハンド部の位置を規制し、
   前記ワークを前記ハンド部で把持する搬送方法。
8. 前記冶具から前記搬送プレート側に向かって突出した、断面形状が略楕円形状の凸部である前記第２位置決め部を、内部形状が前記第２位置決め部に対応した楕円形状の凹部である前記第１位置決め部内に挿入することにより、前記ハンド部の位置を規制することを特徴とする請求項７に記載の搬送方法。
9. 前記ハンド部が前記ワーク上の所定の位置に近づくまでの速度よりも、前記ハンド部が前記所定の位置から前記ワークの把持位置に至るまでの速度が遅いことを特徴とする請求項７又は８に記載の搬送方法。

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