JP2015205365A - ワーク保持装置及びワーク保持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】形状や寸法が相違する複数種のワークを保持し得るワーク保持装置を提供する。
【解決手段】ワーク保持装置１０の支持機構１８は、傾動テーブル１４と、該傾動テーブル１４上に設けられた吸着パッド１６（支持部）とを有する。該支持機構１８が、第１移動機構２２と第２移動機構２４によって水平方向ないし鉛直方向に変位することにより、吸着パッド１６の位置が調整される。さらに、傾動テーブル１４が所定量で傾動することに伴い、吸着パッド１６がワークを吸着保持するために適した姿勢となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、加工を施すワークを下方から支持するためのワーク保持装置及びワーク保持方法に関する。

自動車のドアを溶接により組み立てる場合、スキンとフレームとを仮溶接した仮組立体をワーク保持装置の支持部上に載置し、この状態で、溶接ロボットによって本溶接を行うようにしている。ここで、支持部が、ある形状に対応した専用のものとして設けられているときには、左ドアを保持するためのワーク保持装置で右ドアを保持することはできない。また、右ドアを保持するためのワーク保持装置で左ドアを保持することもできない。左ドアと右ドアは、同一形状ではないからである。

そこで、従来、左ドア用のワーク保持装置と右ドア用のワーク保持装置が個別に設けられていたが、この場合、設備投資が高騰する。また、２個のワーク保持装置を設置するために広大なスペースが必要であるという不具合もある。

この観点から、本出願人は、特許文献１において、形状が互いに相違する第１のワーク、第２のワークの双方を保持することが可能なワーク保持装置を提案している。

特開平１１−１８８５５３号公報

自動車工場においては、複数車種の自動車が生産される。従って、ワーク保持装置は、１車種の左ドア及び右ドアのみならず、複数車種の左ドア及び右ドアを保持し得るものであることが望ましい。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、ワークの形状に対応して支持部が姿勢を変更することが可能であり、このために様々な形状のワークを支持することが可能なワーク保持装置及びワーク保持方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、ワークを下方から支持する支持部を有するワーク保持装置において、
前記支持部が設けられた傾動テーブルと、
前記傾動テーブルを水平方向に移動させるための第１移動機構と、
前記傾動テーブルを鉛直方向に移動させるための第２移動機構と、
を複数個備え、
前記傾動テーブルは、該傾動テーブルを傾動させる押圧力が付与されたときに傾動するとともに、前記押圧力から解放された後は傾動姿勢を維持し、
前記傾動テーブル及び前記支持部は、前記第１移動機構による水平方向への移動と、前記第２移動機構による鉛直方向への移動と、前記傾動とにより、位置及び姿勢が変化することを特徴とする。

また、本発明は、複数個の支持部によってワークを下方から支持するワーク保持方法において、
前記支持部が設けられた傾動テーブルの水平方向位置又は鉛直方向位置を、前記傾動テーブルを水平方向に移動させるための第１移動機構と、前記傾動テーブルを鉛直方向に移動させるための第２移動機構とによって調整する工程と、
前記傾動テーブルの中の少なくとも１個に対して押圧力を付与することで、該傾動テーブルを傾動させる工程と、
傾動姿勢を維持した前記傾動テーブル上の前記支持部に前記ワークを載置する工程と、
を有することを特徴とする。

すなわち、本発明においては、支持部の位置及び姿勢を任意に変化させることが可能である。すなわち、ワークの形状や寸法に応じて支持部を所望の位置に移動させたり、姿勢を変更したりすることができる。従って、このワーク保持装置は、形状や寸法が相違する複数種のワークを保持することが可能である。

結局、本発明によれば、一台のワーク保持装置で複数種のワークに対応することができる。このため、形状や寸法が相違するワーク毎にワーク保持装置を用意する必要がない。従って、ワーク保持装置の設置スペースを狭小化し得るとともに、設備投資の低廉化を図ることができる。

支持部の好適な具体例としては、ワークを吸着保持する吸着パッドが挙げられる。この場合、簡素な構成でありながらワークを良好に保持することが可能となる。

吸着パッドを機能させるには、例えば、イジェクタ機構を構成することで大気を吸引するようにすればよい。この場合、真空ポンプ等の吸排気機器を設けることが不要となるので、ワーク保持装置が大規模化することを回避することができる。

傾動テーブルは、例えば、自在継手を介して台座に傾動可能に支持すればよい。自在継手は、周知の通り様々な方向に回転ないし傾斜することが可能である。従って、傾動テーブルを所望の方向に傾動させることが容易となる。

なお、この場合、傾動テーブルの傾動姿勢を維持するには、ロック機構で自在継手をロックすればよい。このロックによって自在継手が姿勢変化を起こすことが阻止されるようになるからである。

本発明によれば、第１移動機構及び第２移動機構によって支持部を所望の位置に移動させることが可能であり、且つ傾動テーブルを傾動させることによって支持部を所望の姿勢に変化させることが可能である。支持部の位置及び姿勢を、ワークの形状や寸法に応じて調整することにより、複数種のワークを保持することができるようになる。

すなわち、一台のワーク保持装置で複数種のワークに対応することができるので、複数台のワーク保持装置を用意する必要がない。このため、ワーク保持装置の設置スペースを狭小化し得る。また、設備投資の低廉化を図ることができる。

本実施の形態に係るワーク保持装置の要部を示した概略斜視図である。 前記ワーク保持装置を構成する移動支持機構の全体概略斜視図である。 前記移動支持機構を構成する支持機構が具備する傾動テーブルの近傍を示す概略正面図である。 傾動テーブルの上方を視点とした概略平面図である。 前記支持機構を構成する吸着パッド（支持部）の近傍を示す概略正面断面図である。 各支持機構のライン系統を簡略化した模式図である。 図４から傾動テーブルが傾動し、さらに、ロックシリンダ（ロック機構）によって自在継手の姿勢変化が阻止された状態を示す概略正面図である。

以下、本発明に係るワーク保持装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係るワーク保持装置１０の要部を示した概略斜視図である。このワーク保持装置１０は、前工程でスキンとフレームとが仮溶接されることで作製された仮組立体ＡＹ（ワーク）に対して本溶接を施すことで自動車のドアを得る際、前記仮組立体ＡＹを保持するためのものである。

この場合、ワーク保持装置１０は、６個の移動支持機構１２ａ〜１２ｆを有する。これら移動支持機構１２ａ〜１２ｆは、互いに同様に構成されている。

移動支持機構１２ａ〜１２ｆの各々は、傾動可能な傾動テーブル１４と、該傾動テーブル１４に設けられた支持部としての吸着パッド１６を有する支持機構１８を含んで構成される。以下、この構成につき詳述する。

図２は、移動支持機構１２ａの全体概略斜視図である。この移動支持機構１２ａにおいて、前記支持機構１８は、変位機構の作用下に変位する。

ワーク保持装置１０は、図示しない基台を有する。該基台には複数個の支柱部材２０が立設される。前記変位機構は、各支柱部材２０に設けられた第１移動機構２２と、該第１移動機構２２に設けられた第２移動機構２４とを有する。第１移動機構２２は、第２移動機構２４を水平方向に沿って変位させることで、前記傾動テーブル１４を含む前記支持機構１８を水平方向に移動させる。一方、第２移動機構２４は、支持機構１８が設けられた支持盤２５を鉛直方向に沿って変位させることで、支持機構１８を鉛直方向に移動させる。なお、図２においては、支持機構１８が移動する水平方向を矢印Ｘ、鉛直方向を矢印Ｚで示している。

第１移動機構２２は、矢印Ｘ方向に沿う横臥姿勢で第１保護ケーシング２６に収容された第１モータ２８、第２保護ケーシング３０に収容された第１タイミングベルト３２、第１ボールネジ３４、案内盤３６、スライドナット３８を含んで構成される。

第１モータ２８の回転軸の先端部は、第２保護ケーシング３０の下部内に進入している。この先端部には、第１プーリ４０が外嵌される。その一方で、第２保護ケーシング３０の上部内に進入した前記第１ボールネジ３４の一端部には、第２プーリ４１が外嵌されている。前記第１タイミングベルト３２は、第１プーリ４０及び第２プーリ４１に巻回されている。

前記案内盤３６は、水平方向に沿って延在するようにして第２保護ケーシング３０に支持されている。案内盤３６において、スライドナット３８に臨む側の側面には第１係合凸部４２が突出形成されている。一方、スライドナット３８において、案内盤３６を臨む側の端面には第１係合凹部４４が陥没形成されており、前記第１係合凸部４２は、この第１係合凹部４４に摺動可能に係合している。

スライドナット３８は、矢印Ｚに沿って延在する脚部４６と、矢印Ｘに直交する矢印Ｙに沿って延在する頭部４８とからなり、正面視で略Ｔ字形状をなす。この中の頭部４８には、第１ボールネジ３４が通される第１ネジ孔５０が、矢印Ｘに指向して貫通形成される。

スライドナット３８の脚部４６には、前記第２移動機構２４が設けられる。この第２移動機構２４は、第３保護ケーシング５２に収容された第２モータ５４、第４保護ケーシング５６に収容された第２タイミングベルト５８、第２ボールネジ６０、略逆Ｌ字状の被案内ブラケット６２、前記スライドナット３８を含んで構成される。すなわち、スライドナット３８は、第１移動機構２２の構成要素と第２移動機構２４の構成要素を兼ねる。

第２モータ５４は、回転軸が鉛直下方を指向する倒立姿勢で第３保護ケーシング５２に収容されている。そして、第３保護ケーシング５２の一端部内に進入した回転軸の先端部には、第３プーリ６４が外嵌される。

その一方で、第４保護ケーシング５６の他端部内に進入した前記第２ボールネジ６０の一端部には、第４プーリ６６が外嵌されている。前記第２タイミングベルト５８は、第３プーリ６４及び第４プーリ６６に巻回されている。

前記第２ボールネジ６０は、矢印Ｚ（鉛直方向）に沿って延在する。前記スライドナット３８の頭部４８には、矢印Ｚに指向して第２ネジ孔６８が貫通形成されており、第２ボールネジ６０は、この第２ネジ孔６８に通される。さらに、その先端は、被案内ブラケット６２の天井壁部に貫通形成された挿通孔７０に通されている。

ここで、スライドナット３８において、被案内ブラケット６２を臨む側の端面には第２係合凸部７２が突出形成されている。一方、被案内ブラケット６２を構成する垂直壁部において、スライドナット３８に臨む側の側面には第２係合凹部７４が陥没形成されており、前記第２係合凸部７２は、この第２係合凹部７４に摺動可能に係合している。

被案内ブラケット６２には、前記支持盤２５が連結される。従って、支持盤２５、及び該支持盤２５上に設けられた支持機構１８は、第１ボールネジ３４の作用下にスライドナット３８が矢印Ｘに指向して変位することで矢印Ｘ（水平方向）に沿って移動し、且つ、第２ボールネジ６０の作用下に被案内ブラケット６２が矢印Ｚに指向して変位することで矢印Ｚ（鉛直方向）に沿って移動する。

支持盤２５上には、ピン部材７６が立設される。このピン部材７６は、仮組立体ＡＹの貫通孔に挿入される。これにより、仮組立体ＡＹがワーク保持装置１０から脱落したり、位置ズレを起こしたりすることが防止される。

支持盤２５上には、さらに、前記支持機構１８が設けられる。

支持機構１８は、支持盤２５上に位置決め固定された基盤７８を有し、該基盤７８上には４個のシリンダダンパ８０（シリンダ）が立設される。すなわち、各シリンダダンパ８０の姿勢復帰用ロッド８２は鉛直上方を指向しており、このため、各姿勢復帰用ロッド８２は、前進動作に伴って上昇する一方、後退動作に伴って下降する。

姿勢復帰用ロッド８２は、仮組立体ＡＹを保持するまでは、図３に示すように前進端（換言すれば、上死点）に位置している。姿勢復帰用ロッド８２の先端には球コロ８５が設けられており、姿勢復帰用ロッド８２が上死点に到達しているときには、傾動テーブル１４の下端面に形成された湾曲凹部８７に対し、球コロ８５が進入している。後述するように、傾動テーブル１４が傾動すると、該押圧箇所に近接する姿勢復帰用ロッド８２が、押圧力に応じて下降（後退）する。

すなわち、シリンダダンパ８０のチューブ８３内では、図示しないピストンが昇降動作する。チューブ８３内は、ピストンによって下室と上室に区画され、下室に連通する下方ポート、上室に連通する上方ポート（いずれも図示せず）には、第１管継手８４、第２管継手８６がそれぞれ設けられる。図３に示すように、第１管継手８４には、第１圧縮エア供給ライン８８が接続される。この第１圧縮エア供給ライン８８を介して、コンプレッサ９０からの圧縮エアがチューブ８３内に供給される。

第１圧縮エア供給ライン８８には、三方弁９２が介装される。該三方弁９２には大気開放ライン９４が接続されており、このため、三方弁９２が操作されることに伴って、チューブ８３内の連通先が第１圧縮エア供給ライン８８又は大気開放ライン９４のいずれかに選択的に切り替えられる。

一方、第２管継手８６の開口は大気に開放されている。このため、該開口は、いわゆる呼吸孔として機能する。なお、姿勢復帰用ロッド８２が上死点に位置するときには、前記下室内に導入された圧縮エアによる流体圧が、上室の内圧（大気圧）を上回っている。このため、姿勢復帰用ロッド８２及びピストンが下降することが防止される。

４個のシリンダダンパ８０の内方には、ロックシリンダ９６（ロック機構）、及び自在継手９８の球形状本体１００を収容した収容ケーシング１０２が配置される。換言すれば、図３及び図４に示すように、収容ケーシング１０２は４個のシリンダダンパ８０に囲繞されている。なお、図３及び図４中の参照符号１０３は、コンプレッサ９０からの圧縮エアをロックシリンダ９６に供給する第２圧縮エア供給ライン１０４を接続するための管継手である。

ロックシリンダ９６のロック用ロッド１０６の先端には、球形状本体１００の形状に対応する形状の受部材１０８が設けられる（図３参照）。ロック用ロッド１０６が前進（上昇）して受部材１０８が球形状本体１００を把持することにより、自在継手９８がロックされて姿勢変化が阻止される。

球形状本体１００には、連結軸１１０が設けられる。該連結軸１１０は収容ケーシング１０２の上部から露呈しており、この露呈した先端に前記傾動テーブル１４が連結されている。結局、収容ケーシング１０２は、自在継手９８を介して傾動テーブル１４を支持する台座として機能する。なお、自在継手９８は、傾動テーブル１４が傾動することに追従して姿勢変化を起こす。

吸着パッド１６は、傾動テーブル１４上に設けられる。一層具体的には、図５に示すように、傾動テーブル１４の上端面には、吸気孔１１２が形成されたディスク形状盤１１４を介してパッド保持部材１１６が位置決め固定される。この位置決め固定は、例えば、傾動テーブル１４の厚み方向（矢印Ｚ方向）に沿って貫通形成されたボルト孔１１７（図４参照）に通される図示しないボルトが、ディスク形状盤１１４及びパッド保持部材１１６の図示しないボルト穴に螺合されることで行われる。

パッド保持部材１１６は、矢印Ｘに沿って延在する吸気通路１１８が貫通形成された中空体であり、吸気通路１１８は、ディスク形状盤１１４の吸気孔１１２に連通する。また、パッド保持部材１１６の側周壁には、大径なフランジ部１２０を有する鍔部材１２２が外嵌される。鍔部材１２２は、複数個のボルト１２３によってパッド保持部材１１６に連結される。

さらに、パッド保持部材１１６の上端部には環状段部１２４が形成される。この環状段部１２４に、略円筒形状をなす吸着パッド１６が嵌合される。吸着パッド１６は、弾性を示す材料、例えば、ゴムからなる。

吸着パッド１６は、上記したように略円筒形状体であり、従って、ディスク形状盤１１４の吸気孔１１２は、吸気通路１１８と吸着パッド１６の大気開放孔１２６を介して大気に連通する。

残余の移動支持機構１２ｂ〜１２ｆは、移動支持機構１２ａと同様に構成される。従って、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

以上のように構成される移動支持機構１２ａ〜１２ｆの中の少なくともいずれか１つにおいて、フランジ部１２０が図示しない溶接ロボット又は把持ロボットの先端アーム１２７で押圧される。これに伴い、傾動テーブル１４が傾動する。この点については後述する。

ライン系統を簡略化した模式図である図６に示すように、移動支持機構１２ａ〜１２ｆの各ディスク形状盤１１４の吸気孔１１２には、吸気ライン１２８が接続される。各吸気ライン１２８は、圧縮エア源であるコンプレッサ９０に接続された圧縮エア流通ライン１３０と合流通路１３２にて合流する。圧縮エア流通ライン１３０を圧縮エアが流通することに伴い、合流通路１３２でイジェクタ機構が形成される。圧縮エア流通ライン１３０には、バルブ１３４が設けられる。

本実施の形態に係るワーク保持装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果につき、上記の仮組立体ＡＹに対して本溶接を行う場合の動作との関連で説明する。なお、以下の動作は、図示しない制御回路の制御作用下に営まれる。

はじめに、仮組立体ＡＹの寸法・形状に応じ、図２に示す第１移動機構２２及び第２移動機構２４が前記制御回路の制御作用下に適切に作動して支持機構１８を所定の位置に移動させる。一層詳細には、第１移動機構２２を構成する第１モータ２８が制御回路によって付勢され、その回転軸が回転付勢されると、該回転軸の先端に外嵌された第１プーリ４０が回転動作する。これに追従し、該第１プーリ４０と第２プーリ４１に巻回された第１タイミングベルト３２が周回動作する。その結果、第１ボールネジ３４が回転する。

上記したように、第１ボールネジ３４は、スライドナット３８に形成されて矢印Ｘ（水平方向）に沿って延在する第１ネジ孔５０に通されている。第１ボールネジ３４のネジ部と第１ネジ孔５０のネジ部とが螺合しているため、第１ボールネジ３４の回転に伴い、スライドナット３８が図２中の矢印Ｘ（水平方向）に沿って前進又は後退するように変位する。この変位に伴い、第２移動機構２４と、該第２移動機構２４に設けられた支持機構１８とが一体的に変位する。

スライドナット３８の第１係合凹部４４には、案内盤３６の第１係合凸部４２が係合している。このため、スライドナット３８は、矢印Ｘ（水平方向）に沿って変位する際、案内盤３６に案内される。

前記制御回路は、支持機構１８が所定の水平位置に到達したことを認識すると、第１モータ２８の回転軸を停止させ、これにより、第１タイミングベルト３２を停止させる。その結果、第１ボールネジ３４の回転が停止し、スライドナット３８が停止する。換言すれば、スライドナット３８の変位が終了する。従って、第２移動機構２４及び支持機構１８の一体的な変位も終了する。

前記制御回路は、次に、第２移動機構２４を構成する第２モータ５４の回転軸を回転付勢する。これにより該回転軸の先端に外嵌された第３プーリ６４が回転動作を開始すると、該第３プーリ６４と第４プーリ６６に巻回された第２タイミングベルト５８が周回動作を開始する。その結果、第２ボールネジ６０が回転する。

第２ボールネジ６０は、スライドナット３８に形成されて矢印Ｚ（鉛直方向）に沿って延在する第２ネジ孔６８に通されている。第２ボールネジ６０のネジ部と第２ネジ孔６８のネジ部とが螺合しているため、第２ボールネジ６０の回転に伴い、被案内ブラケット６２が図２中の矢印Ｚ（水平方向）に沿って前進又は後退するように変位する。なお、スライドナット３８は、第１係合凹部４４が案内盤３６の第１係合凸部４２に係合しているため、矢印Ｚ（鉛直方向）に沿って変位することはない。

スライドナット３８の第２係合凸部７２には、被案内ブラケット６２の第２係合凹部７４が係合している。このため、被案内ブラケット６２は、スライドナット３８に案内されながら、矢印Ｚ（鉛直方向）に沿って変位する。これに伴って、被案内ブラケット６２に連結された支持盤２５ごと、支持機構１８が矢印Ｚ（鉛直方向）に沿って一体的に移動する。勿論、ピン部材７６も同様に移動する。

前記制御回路は、支持機構１８が所定の鉛直位置に到達したことを認識すると、第２モータ５４の回転軸を停止させ、これにより第２タイミングベルト５８を停止させる。その結果、第２ボールネジ６０の回転が停止し、被案内ブラケット６２が停止する。換言すれば、被案内ブラケット６２の変位が終了する。従って、支持盤２５、ピン部材７６及び支持機構１８の一体的な変位も終了する。

次に、図示しない溶接ロボット又は把持ロボットの各アームが適宜の回転・伸縮を行うことにより、その先端アーム１２７で、鍔部材１２２のフランジ部１２０を押圧する。この押圧力が、傾動テーブル１４に伝達される。

傾動テーブル１４が自在継手９８に支持されているので、傾動テーブル１４に押圧力が伝達されると、フランジ部１２０の押圧方向に指向して自在継手９８の球形状本体１００が回転ないし傾斜する。換言すれば、自在継手９８は、押圧に対応して姿勢変化を起こす。

このため、傾動テーブル１４では、押圧箇所が鉛直下方に指向して下降する一方、押圧箇所に対して１８０°離間した部位が鉛直上方に指向して上昇する。すなわち、図７に示すように傾動テーブル１４が傾動する。この際、傾動テーブル１４の下降する部位の下端面が、４本のシリンダダンパ８０の中、押圧箇所に近接するものの姿勢復帰用ロッド８２の先端（球コロ８５）を押圧する。

この押圧に先んじ、三方弁９２は、チューブ８３内の連通先が大気開放ライン９４となるように切り替えられている。従って、傾動テーブル１４に押圧されたシリンダダンパ８０では、チューブ８３内の下室の圧縮エアが、下方ポート及び第１管継手８４を通過して大気開放ライン９４から大気に放出される。その結果、該姿勢復帰用ロッド８２が鉛直下方に下降する。なお、チューブ８３内の上室には、第２管継手８６の開口を介して吸引された大気が導入される。

制御回路は、姿勢復帰用ロッド８２の下降量から傾動テーブル１４の傾動量を演算する。この傾動量、すなわち、傾動テーブル１４の傾動姿勢がワークの形状に対応する程度となると、制御回路の制御作用下に、溶接ロボットによる押圧が停止される。これに伴い、傾動テーブル１４の傾動、及び姿勢復帰用ロッド８２の下降が終了する。

その後、制御回路は、第２圧縮エア供給ライン１０４からロックシリンダ９６に圧縮エアを供給し、これにより該ロックシリンダ９６のロック用ロッド１０６を上昇させる（図７参照）。その結果、ロック用ロッド１０６の先端に設けられた受部材１０８が球形状本体１００を把持し、これにより自在継手９８がロックされる。従って、自在継手９８のそれ以上の姿勢変化が阻止されるとともに、傾動テーブル１４のそれ以上の傾動が阻止される。

この時点で、４個の球コロ８５中の少なくとも１個は、傾動テーブル１４の湾曲凹部８７内に進入している。すなわち、傾動テーブル１４は、４個のシリンダダンパ８０の姿勢復帰用ロッド８２の少なくとも１個により、下方から支持される。

次に、図示しない把持ロボットが仮組立体ＡＹを把持した後、該把持ロボットの各アームが適宜の回転・伸縮を行うことにより、仮組立体ＡＹがワーク保持装置１０上に移送されて載置される。この際、ピン部材７６（図１及び図２参照）が仮組立体ＡＹの貫通孔に挿入される。この挿入により、仮組立体ＡＹがワーク保持装置１０から脱落したり、位置ズレを起こしたりすることが防止される。

また、仮組立体ＡＹは、吸着パッド１６（図２及び図５参照）に吸着保持される。すなわち、前記コンプレッサ９０は予め付勢されており、このため、圧縮エア流通ライン１３０（図６参照）に圧縮エアが流通している。この圧縮エアが流通することにより合流通路１３２でイジェクタ機構が形成され、吸着パッド１６の大気開放孔１２６を介して大気が吸引される。吸引された大気は、大気開放孔１２６から吸気通路１１８、吸気孔１１２、吸気ライン１２８を介して合流通路１３２に到達し、その後は圧縮エアとともに圧縮エア流通ライン１３０を流通する。

このように、吸着パッド１６の近傍の大気が該吸着パッド１６に吸引されているので、仮組立体ＡＹと吸着パッド１６の間が負圧となる。このため、仮組立体ＡＹが吸着パッド１６に吸着保持される。以上により、仮組立体ＡＹがワーク保持装置１０によって下方から支持される。

傾動テーブル１４が仮組立体ＡＹの形状に対応して傾動しているため、吸着パッド１６が仮組立体ＡＹに対して精確に対向する。このため、吸着パッド１６と仮組立体ＡＹとの間に隙間が生じることが回避されるので、吸着パッド１６による仮組立体ＡＹの吸着保持が強固なものとなる。

以上のように、本実施の形態によれば、傾動テーブル１４の姿勢を変化させて仮組立体ＡＹの形状に対応させるようにしている。従って、吸着パッド１６と仮組立体ＡＹとの間に隙間が生じることが回避され、その結果、仮組立体ＡＹを良好に吸着保持することができる。

また、吸着パッド１６が弾性に富む材質（例えば、ゴム）であるときには、該吸着パッド１６が仮組立体ＡＹの形状に対応して容易に弾性変形する。このことも、吸着パッド１６による仮組立体ＡＹの吸着保持が良好となることに寄与する。

このようにしてワーク保持装置１０に保持された仮組立体ＡＹに対し、本溶接が行われる。本溶接は、例えば、先端アームに溶接ガンが設けられた溶接ロボットによって営まれる。この本溶接により、自動車のドアが製品として得られる。

この際、仮組立体ＡＹがワーク保持装置１０に堅牢に保持されているので、仮組立体ＡＹの所望の箇所に本溶接を施すことができる。また、仮組立体ＡＹが所定の姿勢で維持されることから、溶接作業を行うロボットのティーチングも容易である。

溶接作業が終了すると、制御回路は、前記溶接ロボットを動作させてドアから離間させる。次に、例えば、コンプレッサ９０を停止し、又は、圧縮エア流通ライン１３０に設けたバルブ１３４を閉止することで、圧縮エア流通ライン１３０における圧縮エアの流通を停止させる。これにより合流通路１３２でのイジェクタ機構としての機能が消失するので、吸着パッド１６の吸着保持能力が消失する。すなわち、吸着パッド１６による吸着保持からドアが解放される。

さらに、前記把持ロボットが動作し、ドアを把持してストッカ等に移送する。勿論、この際には、ピン部材７６がドアの貫通孔から離脱する。

同一車種のドアを得る場合、換言すれば、同一形状の仮組立体ＡＹに対して本溶接を行う場合、支持機構１８が既に当該仮組立体ＡＹに適切な位置に調整されているので、第１移動機構２２及び第２移動機構２４を付勢して支持機構１８の位置を再度調整する必要はない。また、傾動テーブル１４が既に当該仮組立体ＡＹに適切な傾動姿勢で傾動しているので、姿勢復帰用ロッド８２を元の位置に戻すことや、自在継手９８の姿勢を元に戻すこと、すなわち、傾動テーブル１４の姿勢を元に戻すことも不要である。

すなわち、同一車種のドアを連続的に得るには、一旦傾動姿勢となった傾動テーブル１４、ひいては吸着パッド１６の当該傾動姿勢を維持した状態で、圧縮エア流通ライン１３０に圧縮エアを再流通させればよい。これにより、合流通路１３２でのイジェクタ機構としての機能が再度営まれるようになる。

以降は上記に準じ、把持ロボットによって仮組立体ＡＹをワーク保持装置１０に移送する。その後、ピン部材７６によって仮組立体ＡＹの位置ズレを防止するとともに、吸着パッド１６によって仮組立体ＡＹを吸着保持する。さらに、溶接ロボットによって本溶接を施し、ドアを得る。

一方、別車種のドアを得る場合、新たな仮組立体の形状が仮組立体ＡＹと相違することが一般的である。この場合、新たな仮組立体を支持すべき位置も相違する。このようなときには、傾動テーブル１４の姿勢を元の水平姿勢に戻す。

このためには、先ず、ロックシリンダ９６の内部から圧縮エアを排出することでロック用ロッド１０６を下降させる。この下降により、自在継手９８の球形状本体１００が受部材１０８の拘束から解放される。

次に、三方弁９２が、チューブ８３内の連通先が第１圧縮エア供給ライン８８となるように切り替えられ、その後、第１圧縮エア供給ライン８８から第１管継手８４を介してシリンダダンパ８０のチューブ８３内に圧縮エアが供給される。この供給に伴い、下降した姿勢復帰用ロッド８２が上昇を開始する。

上昇した姿勢復帰用ロッド８２の先端は、傾動テーブル１４の下方に傾動した部位の下端面に当接する。すなわち、４本の姿勢復帰用ロッド８２の球コロ８５が全て湾曲凹部８７に進入する。姿勢復帰用ロッド８２がさらに上昇することに伴い、傾動テーブル１４の下方に傾動した部位が姿勢復帰用ロッド８２から押圧される。その結果、傾動した部位が下方から持ち上げられ、鉛直上方に指向して上昇する。その一方で、持ち上げられた部位に対して１８０°離間した部位が、鉛直下方に指向して下降する。

姿勢復帰用ロッド８２は、最終的に上死点に到達する。すなわち、４本の姿勢復帰用ロッド８２の位置が全て上死点で揃う。これに伴い、傾動テーブル１４が水平姿勢に復帰する。

以降は、上記に準拠した動作が営まれる。すなわち、新たな仮組立体の寸法・形状に応じ、第１移動機構２２及び第２移動機構２４が制御回路の制御作用下に適切に作動して支持機構１８を所定の位置に移動させる。その後、溶接ロボット又は把持ロボットの各アームが適宜の回転・伸縮を行い、その先端アーム１２７でフランジ部１２０を押圧することによって傾動テーブル１４を傾動させる。さらに、イジェクタ機構により、吸着パッド１６を介して大気が吸引される。

その後、新たな仮組立体が把持ロボットによって移送され、ワーク保持装置１０に載置される。この際、上記と同様に新たな仮組立体の貫通孔にピン部材７６が挿入されるとともに、吸着パッド１６に新たな仮組立体が吸着保持される。さらに、溶接ロボットによって本溶接が行われる。

以上のように、本実施の形態に係るワーク保持装置１０では、傾動テーブル１４が傾動することに伴い、吸着パッド１６が仮組立体の形状や寸法に対応した適切な姿勢となる。すなわち、支持部である吸着パッド１６の姿勢を適宜変更することが可能である。このため、一台のワーク保持装置１０で様々な形状・寸法の、換言すれば、複数種の仮組立体を容易に支持することができる。従って、ワーク保持装置１０の設置スペースを狭小化し得る上、設備投資の低廉化を図ることができる。

しかも、溶接ロボット又は把持ロボット等の既存の設備を利用して傾動テーブル１４を傾動させるようにしている。すなわち、傾動テーブル１４を傾動させるための設備を新たに設ける必要はない。従って、設備投資が高騰することや、ワーク保持装置１０が大規模になることを回避することができる。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、この実施の形態では、第１移動機構２２の作用下に第２移動機構２４及び支持機構１８を水平方向に沿って変位させた後、第２移動機構２４の作用下に支持機構１８を鉛直方向に沿って変位させるようにしているが、これとは逆に、第２移動機構２４の作用下に支持機構１８を鉛直方向に沿って変位させた後、第１移動機構２２の作用下に第２移動機構２４及び支持機構１８を水平方向に沿って変位させるようにしてもよい。

また、支持部として吸着パッド１６を採用しているが、その他のもの、例えば、吸盤等を採用するようにしてもよい。

さらに、鍔部材１２２のフランジ部１２０を押圧することに代え、傾動テーブル１４それ自体を押圧することで該傾動テーブル１４を傾動させるようにしてもよい。

さらにまた、第１ボールネジ３４や第２ボールネジ６０に代替し、いわゆるＬＭガイドを採用することもできる。

そして、ワークは、自動車のドアとなる仮組立体ＡＹに限定されるものではなく、また、ワーク保持装置１０は、溶接されるワークを保持するものに限定されるものではない。

１０…ワーク保持装置 １２ａ〜１２ｆ…移動支持機構
１４…傾動テーブル １６…吸着パッド
１８…支持機構 ２２…第１移動機構
２４…第２移動機構 ２８…第１モータ
３４…第１ボールネジ ３６…案内盤
３８…スライドナット ４２…第１係合凸部
４４…第１係合凹部 ５４…第２モータ
６０…第２ボールネジ ６２…被案内ブラケット
７２…第２係合凸部 ７４…第２係合凹部
７６…ピン部材 ８０…シリンダダンパ
８２…姿勢復帰用ロッド ８８…第１圧縮エア供給ライン
９０…コンプレッサ ９２…三方弁
９４…大気開放ライン ９６…ロックシリンダ
９８…自在継手 １００…球形状本体
１０２…収容ケーシング １０６…ロック用ロッド
１０８…受部材 １１０…連結軸
１１２…吸気孔 １１６…パッド保持部材
１１８…吸気通路 １２０…フランジ部
１２２…鍔部材 １２６…大気開放孔
１２８…吸気ライン １３２…合流通路
ＡＹ…仮組立体

Claims (7)

1. ワークを下方から支持する支持部を有するワーク保持装置において、
   前記支持部が設けられた傾動テーブルと、
   前記傾動テーブルを水平方向に移動させるための第１移動機構と、
   前記傾動テーブルを鉛直方向に移動させるための第２移動機構と、
   を複数個備え、
   前記傾動テーブルは、該傾動テーブルを傾動させる押圧力が付与されたときに傾動するとともに、前記押圧力から解放された後は傾動姿勢を維持し、
   前記傾動テーブル及び前記支持部は、前記第１移動機構による水平方向への移動と、前記第２移動機構による鉛直方向への移動と、前記傾動とにより、位置及び姿勢が変化することを特徴とするワーク保持装置。
2. 請求項１記載のワーク保持装置において、前記支持部がワークを吸着保持する吸着パッドであることを特徴とするワーク保持装置。
3. 請求項２記載のワーク保持装置において、前記吸着パッドがイジェクタ機構によって大気を吸引することを特徴とするワーク保持装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク保持装置において、前記傾動テーブルが自在継手を介して台座に傾動可能に支持されていることを特徴とするワーク保持装置。
5. 請求項４記載のワーク保持装置において、前記自在継手の姿勢がロック機構によって維持されることで前記傾動テーブルの傾動姿勢が維持されることを特徴とするワーク保持装置。
6. 複数個の支持部によってワークを下方から支持するワーク保持方法において、
   前記支持部が設けられた傾動テーブルの水平方向位置又は鉛直方向位置を、前記傾動テーブルを水平方向に移動させるための第１移動機構と、前記傾動テーブルを鉛直方向に移動させるための第２移動機構とによって調整する工程と、
   前記傾動テーブルの中の少なくとも１個に対して押圧力を付与することで、該傾動テーブルを傾動させる工程と、
   傾動姿勢を維持した前記傾動テーブル上の前記支持部に前記ワークを載置する工程と、
   を有することを特徴とするワーク保持方法。
7. 請求項６記載のワーク保持方法において、前記支持部が吸着パッドからなり、前記ワークを吸着保持することを特徴とするワーク保持方法。

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