JP2021017131A

JP2021017131A - 台車

Info

Publication number: JP2021017131A
Application number: JP2019133745A
Authority: JP
Inventors: 英次吉川; Eiji Yoshikawa
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2021-02-15

Abstract

【課題】重量があるワークであっても組み付け作業を安定して迅速に行うことができる台車を提供する。【解決手段】台車１は、台車本体１０と、台車本体１０に設けられた全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃを個別に駆動させる走行駆動装置１２と、台車本体１０上に水平方向に離間して配置された複数のロードセル１３と、これらロードセル１３上に設けられワーク２を載置させるワーク載せ部１４と、複数のロードセル１３で検出される荷重に基づいてワーク２の重心位置を算出し、この重心位置が移動したときその移動方向に台車本体１０を移動させるように走行駆動装置１２を制御する制御装置１５とを備える。【選択図】図３

Description

本開示はワークを移動させる台車に関する。

工場等では、部品を供給する供給ラインから組立ラインに部品を移動させ、その部品を組立ライン上の製品に組み付ける場合がある。また、重い部品を組み付ける際には、ホイスト（吊り具）等を用いる。

特開２０１３−０７５６２４号公報特開２０１３−０５２９６５号公報特開２００５−０９４８９８号公報

ところで、ホイストを用いて部品等（以下、ワークという）を吊り上げる場合、ホイストの吊りワイヤにワークを連結しなければならない。また、製品に対するワークの位置合わせをホイストの操作によって行わなければならない。このため、ホイストを用いたワークの組み付け作業は、人手でワークを持って行う組み付け作業より工数が多くなり、時間もかかるという課題がある。また、ワークを吊りワイヤで吊り下げるため、ワークが吊りワイヤに完全に連結されていない等の場合、ワークが落下する可能性もある。

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、重量があるワークであっても組み付け作業を安定して迅速に行うことができる台車を提供することにある。

本開示の一の態様によれば、台車本体と、
前記台車本体に設けられた複数の全方向車輪と、
前記全方向車輪を個別に駆動させる走行駆動装置と、
前記台車本体上に水平方向に離間して配置された複数のロードセルと、
前記複数のロードセル上に設けられワークを載置させるワーク載せ部と、
前記複数のロードセルで検出される荷重に基づいて前記ワークの重心位置を算出し、この重心位置が移動したときその移動方向に前記台車本体を移動させるように前記走行駆動装置を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする台車が提供される。

好ましくは、前記台車本体は、
前記全方向車輪が設けられる固定部と、
前記固定部に昇降自在に設けられ、前記ロードセル及び前記ワーク載せ部を支持するリフト部と
前記リフト部を昇降駆動させる昇降駆動装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記複数のロードセルで検出される荷重の総和が増加したとき前記リフト部を下降させるように前記昇降駆動装置を制御し、前記荷重の総和が減少したとき前記リフト部を上昇させるように前記昇降駆動装置を制御する。

好ましくは、前記ワーク載せ部は、ローラコンベアを備える。

好ましくは、前記ワーク載せ部は平面視矩形状に形成され、前記ロードセルは前記ワーク載せ部の四隅を支持するように配置される。

上記の態様によれば、重量があるワークであっても組み付け作業を安定して迅速に行うことができる。

台車の使用状態を示す斜視図である。ワークの位置合わせをいている台車の概略斜視図である。本開示の一実施の形態に係る台車の斜視図である。台車の上部構造を説明する斜視図である。台車の底面図である。ワークに前方の力を加えたときの作用を説明する斜視図である。ワークに下方の力を加えたときの作用を説明する斜視図である。ワークを上方の力を加えたときの作用を説明する斜視図である。自動走行モードのフローチャートである。アシストモードにおける水平アシスト機能のフローチャートである。アシストモードにおける昇降アシスト機能のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、後述する実施の形態における前後左右上下の各方向は、台車の各方向をいうものとする。ただし、本実施の形態における各方向は、説明の便宜のために用いるものであり、後述する部材間の相対的な位置関係を表す。

図１は台車１が使用される工場の一例を示す斜視図である。図１に示すように、工場内には、ワーク２を供給する供給ライン３が形成されると共に、製品４を組み立てる組立ライン５が形成される。供給ライン３と組立ライン５は予め設定された所定間隔を隔てて平行に配置される。供給ライン３及び組立ライン５間には、作業エリア６が設けられる。

供給ライン３はローラコンベアで構成される。ローラコンベアは作業エリア６の床面６ａより高い位置に設置される。供給ライン３には、複数種類のワーク２が混在した状態で流れる。

組立ライン５の床面５ａの高さは、作業エリア６の床面６ａの高さと概ね同じに設定される。また、組立ライン５上にはスタンド７が設置され、スタンド７上には組立中の製品４が配置される。

また、作業エリア６には、供給ライン３から台車１にワーク２を受け渡す供給位置８が予め設定されていると共に、台車１上のワーク２を製品４に組み付ける組立位置９が予め設定されている。また、供給位置８に隣接する供給ライン３には、台車１を検出する近接センサ（図示せず）が設けられると共に、供給ライン３上のワーク２を台車１に受け渡すためのプッシャ（図示せず）が設けられている。プッシャは、近接センサが台車１を検出したとき供給ライン３上のワーク２を前方の台車１上に押し出すように構成される。

台車１は、供給位置８から組立位置９にワーク２を搬送したのち、作業員の手作業によるワーク２の組み付け作業をアシストし、しかるのち、組立位置９から供給位置８に戻るという一連の動作を繰り返す。図２に示すように、台車１は、組立位置９において製品４に対するワーク２の位置合わせをアシストする。

図３は台車１の斜視図である。図３に示すように、台車１は、台車本体１０と、台車本体１０に設けられた複数の全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃを個別に駆動させる走行駆動装置１２と、台車本体１０上に水平方向に離間して配置された複数のロードセル１３（図４参照）と、複数のロードセル１３上に設けられるワーク載せ部１４と、ロードセル１３の検出値に基づいて走行駆動装置１２を制御する制御装置１５とを備える。

台車本体１０は、全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設けられる固定部１６と、固定部１６に昇降自在に設けられるリフト部１７と、固定部１６に対してリフト部１７を昇降駆動させる昇降駆動装置３８とを備える。

固定部１６は、底部フレーム１８と、下部柱フレーム１９と、第１下部梁フレーム２０ａと、第２下部梁フレーム２０ｂと、上部柱フレーム２１と、上部梁フレーム２２と、ガイドフレーム２４とを備える。

底部フレーム１８は、平面視六角形状の枠状に形成され、水平に配置される。底部フレーム１８は、全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃを回転自在に支持する。

また、底部フレーム１８には、磁気センサ（図示せず）が設けられる。磁気センサは、作業エリア６の床に貼られた磁気テープ２５を検出するものであり、後述する制御装置１５に接続される。磁気テープ２５は、供給位置８と組立位置９とを結ぶように配置される。

また、底部フレーム１８には、供給位置用近接センサ（図示せず）及び組立位置用近接センサ（図示せず）が設けられている。供給位置用近接センサは、台車１が供給位置８に到達していることを検出する。組立位置用近接センサは、台車１が組立位置９に到達していることを検出する。供給位置８には、供給位置用近接センサに検出されるターゲット（図示せず）が設置されている。組立位置９には、組立位置用近接センサに検出されるターゲット（図示せず）が設置されている。なお、供給位置用近接センサ及び組立位置用近接センサは、底部フレーム１８以外の部材に設けられてもよい。

下部柱フレーム１９は、底部フレーム１８上に起立して設けられる。下部柱フレーム１９は、前後左右に離間して４本配置される。

第１下部梁フレーム２０ａは、前後方向に対向する下部柱フレーム１９間に掛け渡して設けられる。第１下部梁フレーム２０ａは、左右方向に離間して一対平行に配置される。第２下部梁フレーム２０ｂは、左右の第１下部梁フレーム２０ａ間に掛け渡して設けられる。第２下部梁フレーム２０ｂは、前後方向に離間して一対平行に配置される。

上部柱フレーム２１は、第２下部梁フレーム２０ｂ上に起立して設けられる。上部柱フレーム２１は、前後左右方向に離間して４本配置される。

上部梁フレーム２２は、左右方向に対向する上部柱フレーム２１間に掛け渡して設けられる。すなわち、上部梁フレーム２２は、第２下部梁フレーム２０ｂと平行に配置される。

ガイドフレーム２４は、上部柱フレーム２１に中間フレーム２３を介して設けられる。ガイドフレーム２４は、リフト部１７を昇降可能にガイドする。ガイドフレーム２４は、概ね後述するワーク載せ部１４の四隅の鉛直下方に配置される。ガイドフレーム２４は、上下方向に延びる円筒状に形成される。また、左右方向に隣り合うガイドフレーム２４間には、補強フレーム２６が設けられる。なお、ガイドフレーム２４は、リフト部１７を昇降自在にガイドできるものであればよく、他の形状に形成されてもよい。例えば、ガイドフレーム２４は、断面矩形の筒状に形成されてもよい。

リフト部１７は、ガイドフレーム２４に挿通される複数本の可動柱フレーム２７と、可動柱フレーム２７に設けられる荷重受けフレーム２８とを備える。

可動柱フレーム２７は、それぞれガイドフレーム２４に挿通される。可動柱フレーム２７は、上下方向に延びる円柱状に形成される。なお、可動柱フレーム２７は、ガイドフレーム２４に昇降自在にガイドされるものであればよく、他の形状に形成されてもよい。例えば、可動柱フレーム２７は、断面矩形の柱状に形成されてもよい。

図３及び図４に示すように、荷重受けフレーム２８は、後述する台座２９及び支持フレーム３０を介してロードセル１３を支持する。荷重受けフレーム２８は、可動柱フレーム２７間に掛け渡して設けられる一対の可動梁フレーム３１と、一対の可動梁フレーム３１を連結する可動連結フレーム３２とを備える。

可動梁フレーム３１は、前後方向に隣り合う可動柱フレーム２７間に掛け渡して設けられる。すなわち、可動梁フレーム３１は、リフト部１７の左右両側に配置される。可動梁フレーム３１は、それぞれ前後方向に延びて平行に配置される。可動連結フレーム３２は、可動梁フレーム３１間に左右方向に延びて配置される。可動連結フレーム３２の左端は、左側の可動梁フレーム３１の前後方向の中央部に接続される。可動連結フレーム３２の右端は、右側の可動梁フレーム３１の前後方向の中央部に接続される。すなわち、荷重受けフレーム２８は、平面視Ｈ字状に形成される。なお、荷重受けフレーム２８は、これに限られない。荷重受けフレーム２８は、後述するロードセル１３を同一平面上で支持できるものであればよく、他の形状に形成されてもよい。例えば荷重受けフレーム２８は平面視Ｘ字状に形成されてもよい。

また、それぞれの可動梁フレーム３１の両端部には、ブロック状の台座２９が設けられる。台座２９の上面は、水平かつ平坦に形成される。また、それぞれの台座２９には、棒状の支持フレーム３０が設けられる。支持フレーム３０は、台座２９の上面に一端部を固定される。支持フレーム３０の他端部は、後述するワーク載せ部１４の隅部の方向に向けて突出される。

ロードセル１３は、各支持フレーム３０の他端部上に設けられる。これにより、ロードセル１３はワーク載せ部１４の四隅を支持するように配置される。なお、本実施の形態においてロードセル１３は４つの支持フレーム３０上に２個ずつ（計８個）設けられるが、これに限られない。複数のロードセル１３の定格容量の和が想定される最大荷重より大きくなるようにロードセル１３の総数は決定されるとよい。例えば想定される最大荷重が１０００Ｎであり、各ロードセル１３の定格容量が２５０Ｎである場合、ロードセル１３の総数は計４個であってもよい。

ワーク載せ部１４は、下板部３３と、下板部３３上に設けられるローラコンベア３４とを備える。下板部３３は、前後方向及び左右方向に延びる矩形板状に形成される。下板部３３の隅部は、それぞれロードセル１３上に固定される。ローラコンベア３４は、ワーク２を前後方向に走行自在に載置させる。ローラコンベア３４の各ローラ３５はフリーローラで構成される。これにより、ローラコンベア３４は、ローラ３５上のワーク２が前後方向の外力を受けたとき、その外力に応じてワーク２を自由に走行させる。

図５に示すように、全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、オムニホイール（登録商標）で構成される。全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、底部フレーム１８の外周部に３つ設けられる。また、３つの全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、底部フレーム１８の中心Ｏと同軸の円上に周方向に等間隔に配置される。また、３つの全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、底部フレーム１８の中心Ｏから水平方向かつ半径方向に延びる軸回りに回転自在に設けられる。具体的には、第１全方向車輪１１ａは、底部フレーム１８の右端部に配置される。第２全方向車輪１１ｂは、底部フレーム１８の左前端部に配置される。第３全方向車輪１１ｃは、底部フレーム１８の左後端部に配置される。なお、全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃはオムニホイールに限られない。例えば、全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃはメカナムホイール（登録商標）で構成されてもよい。

図３及び図５に示すように、走行駆動装置１２は、底部フレーム１８に全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃの数と同数の複数（本実施の形態では３つ）設けられる。走行駆動装置１２は、モータ３６と、モータ３６からの駆動力を全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃに伝達する伝動部３７とを備える。モータ３６は、エンコーダ付きＤＣモータで構成される。伝動部３７は、互いに噛合された複数の歯車（図示せず）で構成される。台車１が運転されているとき、モータ３６には常にバッテリ（図示せず）から電源が供給される。これにより、台車１が停車されているとき、モータ３６は全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃの回転をロックする。なお、伝動部３７は複数のスプロケット（図示せず）と、これらスプロケットに掛け回されるチェーン（図示せず）とを備えるものであってもよい。

昇降駆動装置３８は、エアシリンダで構成される。昇降駆動装置３８のシリンダ部３８ａは、第２下部梁フレーム２０ｂ及び上部梁フレーム２２に結合フレーム３９を介して固定される。また、昇降駆動装置３８のピストンロッド３８ｂは、可動連結フレーム３２に固定される。昇降駆動装置３８は制御装置１５に電気的に接続されており、制御装置１５からの電気信号に基づいて作動される。なお、昇降駆動装置３８は、これに限られない。例えば昇降駆動装置３８は、ボールネジで構成されてもよく、ジップリフターで構成されてもよい。

制御装置１５は、供給位置８及び組立位置９間で自動走行する自動走行モードのプログラムと、組立位置９にて製品４に対するワーク２の位置決めをアシストするアシストモードのプログラムとを備える。図９は自動走行モードのプログラムのフローチャートを示し、図１０、図１１はアシストモードのプログラムのフローチャートを示す。また、制御装置１５には、図示しないモード切替スイッチが電気的に接続されている。モード切替スイッチは。製品４へのワーク２の組み付け作業が終わったとき、その組み付け作業を行った作業員によって押される。これにより、制御装置１５は、アシストモードから自動走行モードに切り替わる。これにより、台車１を組立位置９から供給位置８に戻すことができる。

自動走行モードの制御装置１５は、供給位置用近接センサ、組立位置用近接センサ及び磁気センサからの電気信号に基づいて台車１を走行させる。具体的には、制御装置１５は、モード切替スイッチで自動走行モードにされた場合、図９に示すフローチャートのプログラムを開始する。

ステップＳ０１にて制御装置１５は、台車１が供給位置８にあるか否かを判別する。この判別処理は、供給位置用近接センサがターゲットを検出しているか否かで行う。台車１が供給位置８にない場合（ＮＯ）、すなわち、供給位置用近接センサがターゲットを検出していない場合、処理はステップＳ１０に進む。ステップＳ１０にて制御装置１５は、台車１を供給位置８に向けて走行させる。このとき、制御装置１５は、磁気センサからの信号に基づいて磁気テープ２５に沿って台車１を走行させるように走行駆動装置１２を制御する。また、制御装置１５は、ステップＳ０１にて台車１が供給位置８に到達するまで、ステップＳ０１とステップＳ１０を繰り返し実行する。ステップＳ０１にて台車１が供給位置８に到達した場合（ＹＥＳ）、すなわち、供給位置用近接センサがターゲットを検出した場合、処理はステップＳ０２に進む。

ステップＳ０２にて制御装置１５は、台車１を停止させる。この後、処理はステップＳ０３に進む。

ステップＳ０３にて制御装置１５は、ワーク載せ部１４上にワーク２が載ったか否かを判別する。この判別処理は、ロードセル１３の測定値の合計が予め設定された所定値より大きいか否かで行う。この所定値とは、ワーク載せ部１４上にワーク２が載っていないときの各ロードセル測定値の総和にほぼ等しい値である。ワーク載せ部１４上にワーク２が載っていない場合（ＮＯ）、制御装置１５はステップＳ０３の判別処理を繰り返して待機状態となる。この後、供給ライン３上のワーク２は、供給ライン３に設けられたプッシャによって台車１上に受け渡される。ワーク載せ部１４上にワーク２が載った場合（ＹＥＳ）、処理はステップＳ０４に進む。

ステップＳ０４にて制御装置１５は、ロードセル１３の測定値の合計を基準荷重Ｌ０として記憶する。基準荷重Ｌ０は、後述するアシストモードで使用する。この後、処理はステップＳ０５に進む。

ステップＳ０５にて制御装置１５は、ロードセル１３の測定値に基づいてワーク２の重心位置を算出し、この重心位置を基準重心位置Ｇ０として記憶する。例えば、重さ４０ｋｇのワーク２がワーク載せ部１４上の中心に置かれ、ワーク載せ部１４の四隅に２個ずつ配置されるロードセル１３に１個当たり５ｋｇずつの重さがかかった場合、基準重心位置Ｇ０はワーク載せ部１４の中心となる。基準重心位置Ｇ０は、後述するアシストモードで使用する。この後、処理はステップＳ０６に進む。

ステップＳ０６にて制御装置１５は、台車１を組立位置９に向けて走行させる。このとき、制御装置１５は、磁気センサからの信号に基づいて磁気テープ２５に沿って台車１を走行させるように走行駆動装置１２を制御する。また、制御装置１５は、ステップＳ０７にて台車１が組立位置９に到達するまで、すなわち、組立位置用近接センサがターゲットを検出するまで、ステップＳ０６とステップＳ０７を繰り返し実行する。ステップＳ０７にて台車１が組立位置９に到達した場合、処理はステップＳ０８に進む。

ステップＳ０８にて制御装置１５は、台車１を停止させる。この後、処理はステップＳ０９に進む。

ステップＳ０９にて制御装置１５は、自動走行モードを終了し、アシストモードを開始する。具体的には、制御装置１５は、実行するプログラムを図９に示すフローチャートのものから図１０及び図１１に示すフローチャートのものに切り替える。

アシストモードとなった制御装置１５は、図１０に係るプログラムと図１１に係るプログラムとを並行して進める。図１０に係るプログラムは、ワーク２を水平方向に動かす力をアシストする機能（水平アシスト機能）を実現する。図１１に係るプログラムは、ワーク２を上下方向に動かす力をアシストする機能（昇降アシスト機能）を実現する。

まず、水平アシスト機能について説明する。

図１０に示すように、ステップＳ１１にて制御装置１５は、複数のロードセル１３で検出される荷重に基づいてワーク２の重心位置Ｇを算出する。この後、ステップＳ１２にて制御装置１５は、ワーク２が水平方向成分を含む外力（作業員の手による力）を受けているか否かを判別する。この判別処理は、ロードセル１３の測定値から算出される重心位置Ｇが基準重心位置Ｇ０から移動されているか否かで行う。

図６に示すように、例えばワーク２の左面が右方向に押された場合、全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃは回転をロックされているのでワーク２には、矢印Ａ方向のモーメントが発生する。これにより、ワーク２の重心位置Ｇは、見かけ上右方向に移動される。これにより重心位置Ｇより右方向にあるロードセル１３が受ける荷重は増加し、重心位置Ｇより左方向にあるロードセル１３が受ける荷重は減少する。図１０に示すステップＳ１２では、かかる原理を利用してワーク２が水平方向成分を含む外力を受けているか否かを判別する。

ワーク２が水平方向成分を含む外力を受けている、すなわち、ロードセル１３の測定値から算出される見かけ上の重心位置Ｇが基準重心位置Ｇ０とは異なる場合（Ｇ≠Ｇ０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３にて制御装置１５は、基準重心位置Ｇ０に対する重心位置Ｇの移動方向に台車１を走行させるように走行駆動装置１２を制御する。このとき制御装置１５は、重心位置Ｇの移動量に応じた速度、すなわち、重心位置Ｇの移動量が、小さければ低い速度、大きければ高い速度で台車１を走行させる。具体的には、制御装置１５は、以下の式（１）を用いて各全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃの走行速度を決定する。

ここで、変数Ｖｘは、台車１を任意の速度Ｖで任意の方向に走行させる場合のｘ方向（前方向）の速度成分である。変数Ｖｙは、この場合のｙ方向（左方向）の速度成分である。また、Ｖ１は、台車１をＶｘ、Ｖｙで走行させる場合に必要となる第１全方向車輪１１ａの走行速度である。Ｖ２は、台車１をＶｘ、Ｖｙで走行させる場合に必要となる第２全方向車輪１１ｂの走行速度である。Ｖ３は、台車１をＶｘ、Ｖｙで走行させる場合に必要となる第３全方向車輪１１ｃの走行速度である。この後、処理は終了となり、制御装置１５は図１０に係るプログラムを繰り返し実行する。

また、ステップＳ１２にて、ワーク２が水平方向成分を含む外力を受けていない、すなわち、ロードセル１３の測定値から算出される見かけ上の重心位置Ｇが基準重心位置Ｇ０と同じ場合（Ｇ＝Ｇ０：ＮＯ）、処理は終了となり、制御装置１５は図１０に係るプログラムを繰り返し実行する。

第１全方向車輪１１ａ、第２全方向車輪１１ｂ及び第３全方向車輪１１ｃの回転がこのように制御されることにより、例えば、ワーク２が作業者によって左方に押された場合、台車１を左方に走行させて作業者によるワーク２の位置決めをアシストすることができる。

次に昇降アシスト機能について説明する。

図１１に示すように、ステップＳ２１にて制御装置１５は、複数のロードセル１３で検出される荷重の総和Ｌを算出する。この後、ステップＳ２２にて制御装置１５は、ワーク２が下方向の成分を含む外力（作業員の手による力）を受けているか否かを判別する。この判別処理は、ロードセルで測定される荷重の総和Ｌが基準荷重Ｌ０より大きいか否かで行う。

図７に示すように、例えばワーク２の上面が下方向に押された場合、ロードセルで測定される荷重の総和Ｌは、増加して基準荷重Ｌ０より大きくなる。図１１に示すステップＳ２２では、かかる原理を利用してワーク２が下方向の成分を含む外力を受けているか否かを判別する。

ステップＳ２２にて、ワーク２が下方向の成分を含む外力を受けている場合、すなわち、ロードセルで測定される荷重の総和Ｌが基準荷重Ｌ０より大きい場合（Ｌ＞Ｌ０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３にて制御装置１５は、リフト部１７を下降させるように昇降駆動装置３８を制御する。このとき、制御装置１５は、荷重の総和Ｌと基準荷重Ｌ０との差（Ｌ−Ｌ０）に応じた速度でリフト部１７を下降させる。すなわち、荷重の総和Ｌと基準荷重Ｌ０との差が小さければ遅い速度、大きければ高い速度で昇降駆動装置３８たるエアシリンダを縮退させる。

昇降駆動装置３８がこのように制御されることにより、例えば、ワーク２が作業者によって押し下げられた場合、リフト部１７を下降させることができ、作業者によるワーク２の位置決めをアシストすることができる。この後、処理は終了となり、制御装置１５は図１１に係るプログラムを繰り返し実行する。

また、ステップＳ２２にて、荷重の総和Ｌが基準荷重Ｌ０より大きくない場合（Ｌ≦Ｌ０：ＮＯ）、処理はステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４にて制御装置１５は、ワーク２が上方向の成分を含む外力（作業員の手による力）を受けているか否かを判別する。この判別処理は、ロードセルで測定される荷重の総和Ｌが基準荷重Ｌ０より小さいか否かで行う。

図８に示すように、例えばワーク２が上方向に引き上げられた場合、ロードセルで測定される荷重の総和Ｌは、減少して基準荷重Ｌ０より小さくなる。図１１に示すステップＳ２４では、かかる原理を利用してワーク２が上方向の成分を含む外力を受けているか否かを判別する。

ワーク２が上方向の成分を含む外力を受けている場合、すなわち、ロードセルで測定される荷重の総和Ｌが基準荷重Ｌ０より小さい場合（Ｌ＜Ｌ０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５にて制御装置１５は、リフト部１７を上昇させるように昇降駆動装置３８を制御する。このとき、制御装置１５は、基準荷重Ｌ０と荷重の総和Ｌとの差（Ｌ０−Ｌ）に応じた速度でリフト部１７を上昇させる。すなわち、基準荷重Ｌ０と荷重の総和Ｌとの差が小さければ遅い速度、大きければ高い速度で昇降駆動装置３８たるエアシリンダを伸張させる。

昇降駆動装置３８がこのように制御されることにより、例えば、ワーク２が作業者によって引き上げられた場合、リフト部１７を上昇させることができ、作業者によるワーク２の位置決めをアシストすることができる。この後、処理は終了となり、制御装置１５は図１１に係るプログラムを繰り返し実行する。

また、ステップＳ２４にて、ワーク２が上方向の成分を含む外力を受けていない場合、すなわち、ロードセルで測定される荷重の総和Ｌが基準荷重Ｌ０より大きくもなく（ステップＳ２２）小さくもない（ステップＳ２４）場合（Ｌ＝Ｌ０：ＮＯ）、処理は終了となり、制御装置１５は図１１に係るプログラムを繰り返し実行する。

このようにしてワーク２が製品４に取り付けられたら、モード切替スイッチを押す。これにより、制御装置１５は、アシストモードから自動走行モードに切り替わり、実行するプログラムを図１０及び図１１に示すフローチャートのものから図９に示すフローチャートのものに切り替える。これにより、台車１は自動的に供給位置８に戻される。

このように、制御装置１５は、複数のロードセル１３で検出される荷重に基づいてワーク２の重心位置Ｇを算出し、この重心位置Ｇが移動したときその移動方向に台車１を走行させるように走行駆動装置１２を制御する。このため、重量があるワーク２であっても、ワーク２を水平方向に押すことにより、その方向に台車１を走行駆動装置１２で走行させることができ、ワーク２の水平移動をアシストできる。そして、製品４に対するワーク２の組み付け作業を安定して迅速に行うことができる。

また、制御装置１５は、複数のロードセル１３で検出される荷重の総和Ｌが減少したときリフト部１７を上昇させるように昇降駆動装置３８を制御し、荷重の総和Ｌが増加したときリフト部１７を下降させるように昇降駆動装置３８を制御する。このため、重量があるワーク２であっても、ワーク２に引き上げる方向の力を加えることによりリフト部１７を上昇させることができ、ワーク２の上昇をアシストできる。また、ワーク２に押し下げる方向の力を加えることによりリフト部１７を下降させることができ、ワーク２の下降をアシストできる。そして、製品４に対するワーク２の組み付け作業を安定して迅速に行うことができる。

また特に、混流生産方式のように組立ライン５に複数種類の製品４が流れ、供給ライン３に複数種類のワーク２が流れる場合、ホイストでワーク２を吊り下げて製品４に位置決めする作業方法を採用すると、ワーク２の重さによって作業時間が大きく異なることがある。具体的には、重さが１０ｋｇ程度のワーク２はホイストを用いなくても製品４に組み付けることができ、極めて短い時間で作業を終えられるのに対し、重さが５０ｋｇもあるワーク２はホイストを用いて位置決めしなくてはならず、ホイストへのワーク２の着脱やホイストの操作に時間がかかる。しかし、本実施の形態に係る台車１によれば、ワーク２の重量によらず一定の時間で組立位置９にワーク２を移動させることができる。また、台車１は全方向に走行できるため、操舵がなく、コンパクトに走行させることができる。そして、製品４に対してワーク２を位置合わせするとき、ワーク２に水平方向の力を加えることでその力をアシストするように台車１が走行する。また、ワーク２に上下方向の力を加えることでその力をアシストするようにワーク載せ部１４が昇降する。このため、ワーク２をあたかも重量がなくなったかのように取り扱うことができ、ワーク２の重さが１００ｋｇでも１０ｋｇでも重量によらず一定の時間で効率よくワーク２の位置合わせができる。そして、混在生産方式であってもワーク２の組み付けに要する時間を短く、かつ、一定にでき、生産ライン全体の効率を高めることができる。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示は以下のような他の実施形態も可能である。

（１）台車１は３つの全方向車輪１１ａ、１１ｂ、１１ｃを備えるものとしたが、これに限られない。全方向車輪の数は４つ以上の複数であってもよい。

（２）台車１は、ワーク２に上下方向の外力が加えられたときリフト部１７を昇降させるものとしたが、これに限られない。例えば、供給ライン３の高さとワーク２の組み付け位置の高さとが常に一定である場合、ワーク２を昇降させる機能は省略されてもよく、ボタン操作などでワーク２を昇降させるものとしてもよい。

（３）ワーク載せ部１４はローラコンベア３４を備えるものとしたが、これに限られない。ローラコンベア３４は省略されてもよい。

（４）ワーク載せ部１４は平面視矩形状に形成されるものとしたが、これに限られない。例えばワーク載せ部１４は平面視円形に形成されてもよい。この場合、ロードセルは、ワーク載せ部１４の外周部を周方向に等間隔に支持するように配置されるとよい。

（５）台車１は、供給位置用近接センサ及び組立位置用近接センサを備え、これら供給位置用近接センサ及び組立位置用近接センサで供給位置及び組立位置に到達したことを検出するものとしたが、これに限られない。例えば、台車１が供給位置及び組立位置を検出するための磁気センサを別途備えるものとしてもよい。この場合、供給位置及び組立位置に設けられるターゲットは磁石で構成されるとよい。

（６）リフト部１７は、固定部１６に対して上下方向にスライド自在であるものについて説明したが、これに限られない。例えば、リフト部１７は、上下方向に伸縮可能なパンタグラフ状の部材を介して固定部１６に昇降自在に支持されてもよい。

１：台車
２：ワーク
１０：台車本体
１１ａ：第１全方向車輪（全方向車輪）
１１ｂ：第２全方向車輪（全方向車輪）
１１ｃ：第３全方向車輪（全方向車輪）
１２：走行駆動装置
１３：ロードセル
１４：ワーク載せ部
１５：制御装置
１６：固定部
１７：リフト部
３８：昇降駆動装置

Claims

台車本体と、
前記台車本体に設けられた複数の全方向車輪と、
前記全方向車輪を個別に駆動させる走行駆動装置と、
前記台車本体上に水平方向に離間して配置された複数のロードセルと、
前記複数のロードセル上に設けられワークを載置させるワーク載せ部と、
前記複数のロードセルで検出される荷重に基づいて前記ワークの重心位置を算出し、この重心位置が移動したときその移動方向に前記台車本体を移動させるように前記走行駆動装置を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする台車。
前記台車本体は、
前記全方向車輪が設けられる固定部と、
前記固定部に昇降自在に設けられ、前記ロードセル及び前記ワーク載せ部を支持するリフト部と
前記リフト部を昇降駆動させる昇降駆動装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記複数のロードセルで検出される荷重の総和が増加したとき前記リフト部を下降させるように前記昇降駆動装置を制御し、前記荷重の総和が減少したとき前記リフト部を上昇させるように前記昇降駆動装置を制御する
請求項１に記載の台車。
前記ワーク載せ部は、ローラコンベアを備える
請求項１又は２に記載の台車。
前記ワーク載せ部は平面視矩形状に形成され、
前記ロードセルは前記ワーク載せ部の四隅を支持するように配置された
請求項１から３のいずれか一項に記載の台車。