JP2581923B2

JP2581923B2 - 加工ロボット装置

Info

Publication number: JP2581923B2
Application number: JP62181983A
Authority: JP
Inventors: 孝二飯田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-07-21
Filing date: 1987-07-21
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPS6427783A

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的（１）産業上の利用分野本発明は、車体補強パネル等の小物ワークを車体フレ
ーム等の大物ワークの所定位置に溶接するのに用いられ
る加工ロボット装置に関する。

（２）従来の技術前記溶接作業を行うに際しては、その溶接に先立っ
て、両ワーク相互を正しく位置決めクランプする必要が
ある。

従来、前述のような溶接作業を自動的に行う作業場所
（以下「作業ステーション」という。）においては、小
物ワークを大物ワークの所定位置に位置決め・クランプ
するためのクランプ専用ロボットと、そのクランプ状態
で両ワーク相互を溶接する溶接専用ロボットとの最低２
台のロボットが使用されていた。

（３）発明が解決しようとする課題前述のような加工作業を行う作業ステーションにおい
ては、ロボットの数が増えればそれだけ作業ステーショ
ンを設備が大型化し複雑化する。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、前記
２つのワーク相互を位置決めクランプしてから、これら
の両ワークに加工作業を行う作業ステーションにおい
て、ロボットの設備個数を減少させて従来装置の問題を
解決することを目的とする。

B.発明の構成（１）課題を解決するための手段前記目的を達成するために、本発明の大物ワークの所
定位置に小物ワークを位置決め・クランプし、その位置
決め・クランプ状態のまま両ワーク間を溶接するのに用
いられる加工ロボット装置であって、ロボットアーム
と、そのアーム先端部に着脱可能に装着されたワーク把
持具と、同アーム先端部に設けられた溶接作業具とを備
え、前記ワーク把持具が、該把持具のロボットアーム先
端部への装着状態で該アームの移動により該把持具に小
物ワークを位置決め保持し得る位置決め保持手段と、そ
の位置決め保持手段により保持された小物ワークを、前
記装着状態で該アームの移動により大物ワークに位置決
めし得る位置決め手段と、その位置決め手段により位置
決めされた小物ワーク及び大物ワーク相互を、前記装着
状態および該把持具のロボットアーム先端部からの分離
状態の何れにおいてもクランプし得るワーククランプ装
置とを有し、前記溶接作業員は、前記ワーククランプ装
置による両ワーク相互の位置決め・クランプ状態を維持
したままワーク把持具をロボットアーム先端部より分離
した状態で、両ワーク間を溶接すべく該アーム先端部と
共に移動可能であることを特徴としている。

（２）作用溶接に当たっては、ロボットアーム先端部にワーク把
持具を装着した状態でそのワーク把持具の位置決め保持
手段が、該アームの移動により該把持具に小物ワークを
位置決め保持し、次いでそのワーク把持具の位置決め手
段が、前記位置決め保持手段により保持された小物ワー
クを該アームの移動により大物ワークに位置決めし、次
いでワーク把持具のワーククランプ装置が、前記位置決
め手段により位置決めされた小物ワーク及び大物ワーク
相互をクランプする。このクランプ状態のままワーク把
持具をロボットアーム先端部から分離させ、この分離状
態でもクランプ状態に保たれる両ワーク相互を、アーム
先端部に追従して（即ちワーク把持具から独立して）移
動可能な溶接作業具が溶接する。

このように溶接に当たっては、ロボットアーム先端部
から分離（即ちワーク側に置き去りに）されたワーク把
持具のワーククランプ装置により両ワーク相互が適正な
位置決め・クランプ状態に置かれるので、両ワーク相互
の溶接作業を的確に行うことができ、しかも溶接のため
の位置決めクランプ専用ロボットを特別に（即ち溶接ロ
ボットとは別個に）用意する必要はない。

また溶接作業が終了すれば、ワーク把持具を再びロボ
ットアーム先端部に装着してワーククランプ装置のクラ
ンプ作動を解除すると共に該アームの移動により溶接済
ワークからワーク把持具を切り離し、次の新たなワーク
に対する位置決め・クランプ等の作業工程に移る。

（３）実施例以下、図面に基づいて本発明による加工ロボット装置
の一実施例について説明する。

なお、図中X,Y,Zは、それぞれ前後方向、左右方向、
上下方向を示し、以下、X₁方向を前方、X₂方向を後方、
Y₁方向を左方、Y₂方向を右方、Z₁方向を上方、Z₂方向を
下方、ということにする。

この実施例では、溶接ロボット装置（加工ロボット装
置）Ｒにより、第１ワークW₁（車体補強パネル）を第２
ワークW₂（車体フレーム）の所定位置に位置決めし、ク
ランプしてから、前記両ワークW₁,W₂を溶接する（すな
わち、加工する）例について説明する。

この実施例における第１ワークW₁は、第15図に示され
ているフランジW_1aおよびワーク位置決めピン挿通孔W_1b
が形成されている。また、第２ワークW₂には第12図また
は第15図（Ｂ）に示されたフランジW_2a、第６図右端部
に示されている治具位置決め用孔W_2bおよび第６図中央
部に示されたワーク位置決めピン挿通孔W_2cが形成され
ている。そして前記第１ワークW₁を第２ワークW₂の所定
部分にクランプするのにワーク把持具Ｈが使用される。

第１図において、溶接ロボット装置Ｒの右方（Y₂方
向）には、第１ワーク供給装置Ｋが配設されている。第
１ワーク供給装置Ｋは、右端側から左端部に向かって順
次配設された、第１ワーク搬入装置K₁、第１ワーク搬送
装置K₂および第１ワーク搬出装置K₃を備えている。

前記第１ワークW₁は、第１ワーク支持ケース１に所定
の配置間隔ｐ（第２図参照）で支持された状態で前記第
１ワーク搬入装置K₁（第１図参照）に搬入される。第１
ワーク搬入装置K₁は鉛直支柱２に沿って上下に昇降され
る昇降台３を備えている。そして、この昇降台３の下降
位置（床面上の位置）においてその昇降台３上に前記第
１ワーク支持ケース１が載せられる。そして、昇降台３
は第１ワーク搬送装置K₂の高さ（地上約１メートルの高
さで、作業員の手が容易に届く高さ）まで上昇させられ
る。そして、第１ワーク支持ケース１は第１ワーク搬入
装置K₁から第１ワーク搬送装置K₂に移載させられ、次い
で、第１ワーク搬送装置K₂上を前記第１ワーク搬出装置
K₃に隣接する位置まで搬送される。第１ワーク搬出装置
K₃は鉛直支柱４と、この鉛直支柱４に沿って上下に昇降
される昇降台５とを備えている。また、前記鉛直支柱４
は、シリンダ装置６によって前述の第１ワークW₁の配置
間隔ｐ（第２図参照）に一致するピッチで前後方向（Ｘ
方向）に移動制御される。前記第１ワーク支持ケース１
は、前記第１ワーク搬出装置K₃を前記第１ワーク搬送装
置K₂の高さに一致させた状態で、第１ワーク搬送装置K₂
から第１ワーク搬出装置K₃の昇降台５上に移載される。
この第１ワーク支持ケース１は昇降台５とともに第２図
鎖線の第１ワーク供給位置まで上昇可能である。

第2,3図において、溶接ロボット装置Ｒは、ロボット
支持装置Ａによって支持されている。このロボット支持
装置Ａは支持台７とこの支持台７上に固定された外形略
長方形状で中空の基台８とを備えている。この基台８に
は、その上面の左右方向（第１図Ｙ方向）両側部に一対
のガイドレール9,10が前後方向（Ｘ方向）に延設されて
いる。また、基台８には、その内部の中央部にスクリュ
ーシャフト11が前後方向に延設され、その後端部に前記
スクリューシャフト11を回転制御するモータ12が設けら
れている。

前記ガイドレール9,10には、摺動部材13が前後方向に
摺動可能に支持されている。この摺動部材13の下面には
前記スクリューシャフト11と螺合する雌螺子が形成され
た下方突出部14が設けられている。したがって、前記モ
ータ12によってスクリューシャフト11が回転されたと
き、前記下方突出部14および前記摺動部材13は前後方向
（Ｘ方向）に移動する。

前記摺動部材13によって、溶接ロボット装置Ｒが支持
されている。溶接ロボット装置Ｒは、前記摺動部材13に
よって鉛直軸l₁（第2,3図参照）回りに回転制御される
回転支柱部15と、この回転支柱部15の上端部15aにおい
て、左右方向の軸l₂（第１図参照）回りに回転制御され
るロボットアームR₁とを備えている。なお、溶接ロボッ
ト装置Ｒの各構成要素を回転制御する手段としては、従
来公知の手段を使用しており、ここでは、その具体的構
成の説明を省力する。ロボットアームR₁は、前記回転支
柱部15の上端部15aに支持されたアーム基端部材16と、
このアーム基端部材16の先端部において左右方向の軸l₃
回りに回転制御される第１中間アーム部材17と、この第
１中間アーム部材17によって前後方向の軸l₄回りに回転
制御される第２中間アーム部材18と、この第２中間アー
ム部材18によって第２図で鉛直方向の軸l₅回りに回転制
御される板状のアーム先端部材19と、から構成されてい
る。

このアーム先端部材19には、連結プレート20を介し
て、溶接作業（すなわち、加工作業）を行う溶接作業具
Ｅが支持されているとともに、後述のワーク把持具Ｈを
着脱自在に装着するワーク把持具装着装置Ｊが支持され
ている。

そして、前記溶接作業具Ｅは、一対の溶接用の電極2
1、22（第２図参照）を備えている。前記溶接用の電極2
1,22は、一方の電極21が第２図でＸ方向に移動可能で、
他方の電極22との間に前記ワークW₁,W₂を挟持してそれ
らを溶接するように構成されている。

前記ワーク把持具装着装置Ｊは、第2,4図に示されて
いるように、前記連結プレート20に結合されたベースプ
レートＢとこのベースプレートＢの後面に配設された２
個のワーク把持具クランプ装置Ｃとを備えている。

前記ベースプレートＢには、後述のワーク把持具Ｈに
図示しないエア供給源からエアを供給するための２個の
エア供給用接続部23,24（第4,5図参照）と、図示しない
真空源と連通する真空源接続部25（第4,5図参照）が設
けられている。また、前記図示しないエア供給源とエア
供給用接続部23,24との間には図示しない切換弁が配設
されている。そして、その切換弁により、前記エア供給
源は前記エア供給用接続部23または24に選択的に圧縮エ
アを供給できるように構成されている。

前記ワーク把持具クランプ装置Ｃは、第５図に示すよ
うに、シリンダＳを備えている。シリンダＳは、前方に
開口するシリンダチューブS₁と、このシリンダチューブ
S₁の前端に配設された前壁S₂とから構成されている。前
記前方に開口するシリンダチューブS₁は、円筒状側壁31
と後端壁32とを備えている。円筒状側壁31にはクランプ
用エア供給孔31aおよびクランプ解除用エア供給孔31bが
形成されるとともに円筒状側壁31前端内周面に雌ネジ31
cが形成されている。また、前記後端壁32にはエア連通
孔32aが形成されている。前記前壁S₂は、円筒状のシリ
ンダカバー33とガイドカラー34とを備えている。シリン
ダカバー33は外周面に前記シリンダチューブS₁前端の雌
ネジ31cと螺合して結合される雄ネジ33aを有している。
そして、シリンダカバー33は、その前面が前記ベース板
Ｂの後面に当接し、ネジ等の適当な固定手段B₁,B₁によ
って固定されている。また、前記円筒状のガイドカラー
34はその外周面34aにリング状のフランジ部34bを有し、
その内周面34c前端部に前方に拡大するテーパ状内周面3
4dを有している。そして、前記フランジ部34bは前記ベ
ース板Ｂの後面と前記シリンダカバー33の内周面に形成
された段部とによって挟圧保持されている。また、前記
テーパ状内周面34dを有する円筒状内周面34cは後述のワ
ーク把持具Ｈの把持ピンＰが挿入される把持ピン挿入孔
を形成している。

前記シリンダチューブS₁内には引込ピストン35が配設
されている。この引込ピストン35は大径ピストン部36と
小径円筒部37とから構成されている。そして、前記大径
ピストン部36の外周面はシリンダチューブS₁の後部内周
面に摺動自在に嵌合している。また、この大径ピストン
部36には後方に開口するバネ収容穴36aが形成されてい
る。前記小径円筒部37は大径ピストン部36の前端に突設
されている。この小径円筒部37の円周方向に沿って複数
のテーパ孔37a,37a,…が配設されており、テーパ孔37a
はテーパ面が外側に行くにしたがって拡大するように形
成されている。

前記引込ピストン35を構成する大径ピストン部36に形
成されたバネ収容穴36aには付勢手段としての圧縮コイ
ルバネ38が配設されている。なお、この付勢手段として
の圧縮コイルバネ38の代わりに、圧縮エアスプリングを
使用することが可能であり、また付勢手段を省略するこ
とも可能である。前記圧縮コイルバネ38は前端が引込ピ
ストン35によって支持されているとともに後端が前記シ
リンダチューブS₁の後端壁によって支持されている。し
たがって、この圧縮コイルバネ38によって、前記引込ピ
ストン35は常時前方に押圧されている。そして、常時
は、引込ピストン35の前面は前記ガイドカラー34の後面
に当接している。

前記シリンダチューブS₁内には、前記引込ピストン35
の前方に押込ピストン39が配設されている。この押込ピ
ストン39は、前記シリンダチューブS₁の円筒状側壁31内
周面に摺動自在に嵌合する後側大径部39aおよび前記円
筒状のシリンダカバー33内周面に摺動自在に嵌合する前
側小径部39bを備えている。そして、後側大径部39aの後
面と前記大径ピストン部36の前面との間にはクランプ用
エア供給室F₁が形成されている。そして、このクランプ
用エア供給室F₁は前記クランプ用エア供給孔31aに接続
している。また、前記後側大径部39aの前面と前記シリ
ンダカバー33の後面との間にはクランプ解除用エア供給
室F₂が形成されている。そして、このクランプ解除用エ
ア供給室F₂は前記クランプ解除用エア供給孔31bに接続
している。また、前記押込ピストン39は、前記引込ピス
トン35の小径円筒部37の外周面に摺動自在に嵌合する後
部小径内周面39cおよびこの後部小径内周面39cに連続し
てその後部小径内周面39cよりもやや大径に形成された
前部大径内周面39dとを備えている。

前記引込ピストン35のテーパ孔37a内には、そのテー
パ孔37aの深さ（すなわち、小径円筒部37の側壁の厚
さ）よりもやや大きな直径を有するロックボール40が収
容されている。このロックボール40は、第５図（Ａ）の
状態では前記小径円筒部37の外方（すなわち、小径円筒
部37外側面と前記押込ピストン39の前部第径内周面39d
との間の空間）に突出可能である。

前記ワーク把持具クランプ装置Ｃを有するワーク把持
具装着装置Ｊに着脱自在に装着されるワーク把持具Ｈ
は、板体状の支持プレートＧを備えている。この支持プ
レートＧには、前記のベースプレートＢに設けられた２
個のエア供給用接続部23,24および１個の真空源接続部2
5（第4,5図参照）に対応する位置に２個のエア接続部4
3,44および１個の真空源接続部45が設けられている。そ
して、前記２個のエア接続部43,44のうちの１個のエア
接続部43には、従来公知の自動開閉式のワンタッチカプ
ラ43aが配設されている。このワンタッチカプラ43aは、
前記ワーク把持具Ｈが前記ワーク把持具装着装置Ｊに装
着されている状態（第５図（Ｃ）参照）ではエアの流通
が可能であるが、離脱した状態（第５図（Ａ）参照）で
はエアの流通を阻止するように構成されている。そし
て、ワーク把持具装着装置Ｊにワーク把持具Ｈを装着し
た状態では、前記図示しないエア供給源から前記ベース
プレートＢのエア供給用接続部23,24を介して前記支持
プレートＧのエア接続部43,44のいずれか一方に選択的
に圧縮エアを供給することができるように構成されてお
り、また、支持プレートＧの真空源接続部45は前記ベー
スプレートＢの真空源接続部25を介して前述の図示しな
い真空源に接続されるように構成されている。また、支
持プレートＧの後面には、前記ワーク把持具クランプ装
置Ｃにクランプされる把持ピンＰが後方に突出するよう
に螺着されている。把持ピンＰはその先端側部分に前後
にテーパ部を有するテープ付小径部Paが形成されるとと
もに、そのテープ付小径部Paよりさらに先端側に先細り
テーパ部Pbが形成されている。

前記支持プレートＧの後面に一対の把持ピンP,Pが設
けられたワーク把持具Ｈは、前記支持プレートＧの前面
には、第６図および第７図中右端部に示されているよう
に前記第２ワークW₂の治具位置決め用孔W_2bに係合する
治具位置決めピン51が設けられている。なお、第6,7図
においては、図を見易くするため、前記エア接続部43,4
4および真空源接続部45は図示を省略している。また、
前記支持プレートＧの前面略中央部にはワーク位置決め
ピン52が設けられている。このワーク位置決めピン52
は、前記第１ワークW₁および第２ワークW₂のワーク位置
決めピン挿通孔W_1bおよびW_2cを貫通するように形成され
ている。

また、前記ワーク把持具Ｈの前面には前記ワーク位置
決めピン52の両側方にそれぞれブラケット53および54が
配設されている。ブラケット53および54には、それぞれ
吸着カプラ55および56が支持されている。この吸着カプ
ラ55および56は前記第１ワークW₁を吸着するために設け
られているもので、前記支持プレートＧの真空源接続部
25（第５図参照）とエアチューブT_aによって接続されて
いる。

さらに、前記ワーク把持具Ｈの前面略中央部には、前
記ブラケット53に接して第１ワーククランプ装置57が設
けられている。第１ワーククランプ装置57は、第８図お
よび第10〜12図に示されているように、前記ワーク把持
具Ｈの前面およびブラケット53に固定されたブラケット
58を備えている。このブラケット58には、第８図および
第12図に示されているようにその下端部にクランプ部59
が設けられ、その上端部に上下方向のスライドロッド挿
通孔60（第８、11図参照）が設けられている。ブラケッ
ト58の前記クランプ部59よりも少し上方には、クランプ
アーム61がピン62によって回転自在に支持されている。
このクランプアーム61は、前記クランプ部59に対して離
接可能に回転するように配設されている。そして、クラ
ンプアーム61とクランプ部59とは、クランプアーム61が
クランプ部59に対して接近する方向に回転したときに、
クランプアーム61とクランプ部59との間に前記フランジ
W_1aおよびW_2a（第12図参照）を挟持してクランプするよ
うに配置されている。前記スライドロッド挿通孔60に
は、スライドロッド63が上下方向に所定量だけスライド
自在に挿通されている。スライドロッド63とブラケット
58との間には付勢バネとしての圧縮コイルバネ64が配設
されている。そして、この圧縮コイルバネ64は前記スラ
イドロッド63を常時下方へ押圧する方向に付勢してい
る。前記スライドロッド63の下端部には、上部リンク65
の上端部がピン66により回転自在に連結されている。上
部リンク65の下端部には、下部リンク67の上端部がピン
68により回転自在に連結されている。下部リンク67の下
端部は、ピン69により前記クランプアーム61に回転自在
に連結されている。前記符号63よび65〜69で示した各部
材から二折のリンク機構L₁が構成されている。そして、
前記ピン66が上側折点を形成し、前記ピン68が下側折点
を形成している。

前記ブラケット58の上端部には、ピン70によりシリン
ダ装置71が回転自在に連結されている。このシリンダ装
置71は前記支持プレートＧのエア接続部43,44（第５図
参照）とエアチューブT_b,T_cによって接続されている
（その接続態様の図は省略する）。そして、その接続の
仕方は圧縮エアがエア接続部43に接続されたエアチュー
ブT_bからシリンダ装置71内に供給されたときシリンダ装
置71は伸張し、圧縮エアがエア接続部44に接続されたエ
アチューブT_cから供給されたとき収縮されるようになっ
ている。シリンダ装置71の下部に配置されたロッド71a
の下端部には、ピン72により連結リンク73の一端部が回
転自在に連結されている。連結リンク73の他端部は前記
リンク機構L₁の下側折点を形成するピン68に回転自在に
連結されている。すなわち、シリンダ装置71は連結リン
ク73を介してリンク機構L₁に回転自在に連結されてい
る。そして、シリンダ装置71を伸張させると、第８図に
示すように前記リンク機構L₁は伸長して上下に直線状と
なり、前記クランプアーム61はクランプ部59に接近する
方向に回転する。そして、クランプアーム61とクランプ
部59との間に前記フランジW_1aおよびW_2aを挟持する状態
となる。また、シリンダ装置71を収縮させると、リンク
機構L₁は折れ曲って収縮し、第12図に示すようにクラン
プアーム61がクランプ部59から離れる方向に回転してク
ランプが解除される。

前述の符号58〜73で示した部材から、前記第１ワーク
クランプ装置57が構成されている。

さらに、前記ワーク把持具Ｈの前面略中央部には、前
記ブラケット54に接して第２ワーククランプ装置74が設
けられている。第２ワーククランプ装置74は、第９図お
よび第13,14図に示されているように、前記ワーク把持
具Ｈの前面および前記ブラケット54と結合されたブラケ
ット75を備えている。ブラケット75は第６図および13図
において明らかなようにその上端側部分と下端側部分と
が左右方向に位置がずれている。このブラケット75に
は、第９図および第14図に示されているようにその下端
部にクランプ部76が設けられ、その上端部に上下方向の
スライドロッド挿通孔77が設けられている。ブラケット
75の上端側部分には、クランプアーム78がピン78aによ
って回転自在に支持されている。このクランプアーム78
は前記クランプ部76に対して、第６図および第13図にお
いて左右方向に離れた位置に配置されているとともに回
転したときには上下方向に離接可能に配設されている。
そして、クランプアーム78とクランプ部76とは、クラン
プアーム78がクランプ部76に対して接近する方向に回転
したときに、クランプアーム78の下面とクランプ部76の
上面との間に前記フランジW_2aを押圧挟持してクランプ
するように配置されている。ただし、第６図および第13
図に示されているように、フランジW_2aの上面の挟持点
（すなわち、クランプアーム78の下面）とフランジW_2a
の下面の挟持点（すなわち、クランプ部76の上面）とは
左右方向に位置がずれている。第９図および第14図に示
されているように、前記スライドロッド挿通孔77には、
スライドロッド79が上下方向に所定量だけスライド自在
に挿通されている。スライドロッド79とブラケット75と
の間には付勢バネとしての圧縮コイルバネ80が配設され
ている。そして、この圧縮コイルバネ80は前記スライド
ロッド79を常時下方へ押圧する方向に付勢している。前
記スライドロッド79の下端部には、上部リンク81の上端
部がピン82により回転自在に連結されている。上部リン
ク81の下端部には、下部リンク83の上端部がピン84によ
り回転自在に連結されている。下部リンク83の下端部
は、ピン85により前記クランプアーム78に回転自在に連
結されている。前記符号79および81〜85で示した各部材
から二折のリンク機構L₂が構成されている。そして、前
記ピン82が上側折点を形成し、前記ピン84が下側折点を
形成している。

前記ブラケット75の上端部には、ピン86によりシリン
ダ装置87が回転自在に連結されている。このシリンダ装
置87は前記シリンダ装置71と同様に、前記支持プレート
Ｇのエア接続部43,44（第５図参照）と前記エアチュー
ブT_b,T_cによって接続されている。そして、その接続の
仕方は圧縮エアがエア接続部43に接続されたエアチュー
ブT_bからシリンダ装置87内に供給されたときシリンダ装
置87は伸張し、圧縮エアがエア接続部44に接続されたエ
アチューブT_cから供給されたとき収縮されるようになっ
ている。

シリンダ装置87の下部に配置されたロッド87aの下端
部には、ピン88により連結リンク89の一端部が回転自在
に連結されている。連結リンク89の他端部は前記リンク
機構L₂の下側折点を形成する前記ピン84に回転自在に連
結されている。すなわち、シリンダ装置87は連結リンク
89を介してリンク機構L₂に回転自在に連結されている。
そして、シリンダ装置87を伸長させると、第９図に示す
ように前記リンク機構L₂は伸長して上下に直線状とな
り、前記クランプアーム78はクランプ部76に接近する方
向に回転する。そして、クランプアーム78の下面とクラ
ンプ部76の上面との間に前記フランジW_2aを挟持する状
態となる。また、シリンダ装置87を収縮させると、第14
図に示すようにクランプアーム78がクランプ部76から離
れる方向に回転してクランプが解除される。

前述の符号75〜89で示した部材から、前記第２ワーク
クランプ装置74が構成されている。なお、ここで説明し
た例では、第２ワーククランプ装置74は、ワーク把持具
Ｈの第２ワークW₂に対する位置決めを行うため、第２ワ
ークW₂のフランジW_2aのみを挟持しているが、場合によ
って、第１ワークW₁のフランジを第２ワークW₂のフラン
ジと共に挟持する態様で使用することも可能である。

前記ワーク把持具Ｈは前述の符号51〜89で示された部
材、支持プレートＧおよび一対の把持ピンP,Pから構成
されている。

次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用につ
いて説明する。

先ず、溶接ロボット装置Ｒを構成するロボットアーム
R₁のアーム先端部材19に支持されたワーク把持具装着装
置Ｊにワーク把持具Ｈを装着する。この装着はワーク把
持具装着装置Ｊのワーク把持具クランプ装置Ｃによっ
て、ワーク把持具Ｈの把持ピンP,Pをクランプすること
により行う。

前述のワーク把持具クランプ装置Ｃによって把持ピン
P,Pをクランプするには、第５図（Ａ）の状態におい
て、ワーク把持具クランプ装置Ｃのガイドカラー34に形
成された前記円筒状内周面34cにその前方からワーク把
持具Ｈに固定された把持ピンＰを挿入する。その後、前
記クランプ用エア供給室F₁にエアを供給すると、前記押
込ピストン39の後面にエア圧が作用して押込ピストン39
は前進する。このとき、第５図（Ｂ）に示すように押込
ピストン39の後部小径内周面39cが前記テーパ孔37aの外
側に配置されることとなる。このとき、前記ロックボー
ル40は前記後部小径内周面39cにより内方に押込まれて
小径円筒部37内方に突出し、前記把持ピンＰのテーパ付
小径部Paと係合する。そして、押押ピストン39はシリン
ダＳの前壁S₂を形成するシリンダカバー33後面に当接す
る。この状態でさらに、クランプ用エア供給室F₁にエア
を供給すると、引込ピストン35が前記圧縮コイルバネ38
に抗して後方に引っ込む。このとき、引込ピストン35の
テーパ孔37a内に収容されたロックボール40も引込ピス
トン35と一緒に後方に引っ込む。このとき、このロック
ボール40に係合するテーパ付小径部Paを有する把持ピン
Ｐはロックボール40とともに後方に引込まれる。そし
て、この把持ピンＰはワーク把持具クランプ装置Ｃに確
実にクランプされる。したがって、把持ピンＰを有する
ワーク把持具Ｈはワーク把持具装着装置Ｊの所定位置に
確実、強固に固定される。そしてこのとき、前記シリン
ダ装置71,87はそれぞれ前記エアチューブT_b,T_c、エア接
続部43,44、およびエア供給用接続部23,24等を介して図
示しないエア供給源に接続されている。

また、この状態では、溶接ロボット装置Ｒの先端部に
溶接作業具Ｅおよびワーク把持具Ｈが配設されている。
この状態で、溶接ロボット装置Ｒを移動させて、ワーク
把持具Ｈを第２図の鎖線位置に配置された第１ワークW₁
に接近させる。そして、ワーク把持具Ｈの前記ワーク位
置決めピン52および一対の吸着カプラ55および56により
前記第１ワークW₁をワーク把持具Ｈに保持する。そし
て、溶接ロボット装置Ｒをさらに移動させて、第１図の
鎖線または第３図に示すように、前記第１ワークW₁を第
２ワークW₂に接近させる。そして、第６図および第７図
に示すように、治具位置決めピン51を第２ワークW₂の治
具位置決め用孔W_2bに挿入するとともに前記ワーク位置
決めピン52を第２ワークW₂のワーク位置決めピン挿通孔
W_2cに挿入する。このとき、第２ワークW₂のフランジW_2a
の下面に第１ワークW₁のフランジW_1aの上面が当接する
（第6,7図参照）。次に、前記図示しないエア供給源に
接続されたエア供給用接続部23（第５図参照）、エア接
続部43およびこのエア接続部43とシリンダ装置71,87間
に配設された前記エアチューブT_b等を介して、シリンダ
装置71,87に圧縮エアを供給する。そして、シリンダ装
置71および87を伸長させると前記リンク機構L₁およびL₂
を介して前記クランプアーム61および78が作動する。そ
して、前記クランプアーム61（第8,12図参照）とクラン
プ部59との間に前記フランジW_2aおよびW_1aが挟持される
とともに、前記クランプアーム78（第９図参照）とクラ
ンプ部76とにより前記フランジW_2aが挟持される。この
とき、第１ワークW₁はワーク把持具Ｈとともに第２ワー
クW₂の所定位置に固定される。そして、クランプアーム
61,78は、前記シリンダ装置71,87の押圧力とともに前記
圧縮コイルバネ64,80の弾発力によって押圧されてい
る。このため、何らかのトラブルによりシリンダ装置71
または87の圧抜けが生じたとしても第１ワークW₁および
ワーク把持具Ｈは第２ワークW₂に確実に位置決め支持さ
れることになる。

次に、前記ワーク把持具クランプ装置Ｃにクランプさ
れた把持ピンＰのクランプを解除する。この解除は、次
のようにして行う。すなわち、前記クランプ用エア供給
室F₁を大気に解放すると、前記引込ピストン35は前記圧
縮コイルバネ38によって前進する。次に、エアを前記ク
ランプ解除用エア供給室F₂に供給すると、前記押込ピス
トン39の前面にエア圧が作用して押込ピストン39は後進
する。このとき、前記引込ピストン35のテーパ孔37aの
外側に配置されていた押込ピストン39の後部小径内周面
39cが後方に移動し、テーパ孔37aの外側には押込ピスト
ン39の前部大径内周面39dが配置されるようになる。そ
うするとテーパ孔37a内のロックボール40はテーパ孔37a
の外側に突出可能となる。

このとき、溶接ロボット装置Ｒは、第１図の鎖線また
は第３図の位置にある。次に、溶接ロボット装置Ｒを後
方（X₂方向）に移動させると、把持ピンＰはワーク把持
具クランプ装置Ｃから前方に引抜かれ、把持ピンＰはワ
ーク把持具クランプ装置Ｃから離脱する。このとき、前
記エア接続部43はそこに設けられた自動閉鎖式ワンタッ
チカプラ43aの作用によりエアの流通が阻止されるた
め、前記シリンダ装置71,87は伸長状態に保持される。

この状態では溶接ロボット装置Ｒは、前記第１ワーク
W₁、第２ワークW₂およびこれらをクランプするワーク把
持具Ｈと離れて自由に移動することが可能である。そこ
で、溶接ロボット装置Ｒを作動させて電気クランプされ
た第１ワークW₁および第２ワークW₂を溶接する。

溶接作業の終了した溶接ロボット装置Ｒは移動して前
記ワーク把持具クランプ装置Ｃによりワーク把持具Ｈの
把持ピンP,Pをクランプする。そして、このクランプに
より、ワーク把持具Ｈはワーク把持具装着装置Ｊに装着
される。

このとき、前記シリンダ装置71,87はそれぞれエア接
続部43,44を介してエア供給接続部23,24に接続される。
そこで、エア供給接続部24に圧縮エアを供給するととも
に、エア供給接続部23を大気に接続すると、前記ワーク
把持具Ｈのシリンダ装置71,87は収縮して両ワーククW₁,
W₂のクランプが解除される。

次に、溶接ロボット装置Ｒを移動させて、次の（第２
番目の）第１ワークW₁を把持させる。このときまでに、
前記第２図鎖線の位置において最初の第１ワークW₁を取
り出された前記第１ワーク搬出装置K₃は前記シリンダ装
置６により後方（矢印X₂方向）に前記所定の配置間隔ｐ
だけ移動している。これにより、次の（第２番目の）第
１ワークW₁も、最初に取り出された第１ワークW₁と同じ
位置で取り出されるようになっている。そして、この第
２番目に取り出した第１ワークW₁も前述と同様に次の
（第２番目の）第２ワークW₂に溶接する。以下これを繰
り返して行うことにより、前記第１ワークW₁を第２ワー
クW₂の所定位置に溶接する。

前述の実施例のワーク把持具装着装置Ｊによれば、エ
ア圧によって作動する押込ピストン39によってロックボ
ール40を把持ピンＰ側に押込んだり、把持ピンＰから離
脱可能な状態にしたりすることにより、ワーク把持具Ｈ
に設けた把持ピンＰを着脱自在にクランプすることがで
きる。また、ワーク把持具クランプ装置Ｃの作動部材が
シリンダＳ内部に配設された２個のピストン35,39およ
びボール40から構成されているためワーク把持具クラン
プ装置Ｃをコンパクトに構成することができる。

また、前述の実施例のワーク把持具Ｈによれば、シリ
ンダ装置71,87の液圧が下がったときでもリンク機構L₁,
L₂に作用する付勢バネ64,80の作用によりクランプ力を
維持することができる。したがって、第１ワークW₁およ
び第２ワークW₂を確実にクランプすることができる。

而して前記実施例において第１ワークW₁は本発明の小
物ワークを、また第２ワークW₂は本発明の大物ワークを
それぞれ構成しており、更にワーク把持具Ｈにおいて、
ワーク位置決めピン52及び吸着カプラ55,56は互いに協
働して、ワーク把持具ＨのロボットアームR₁先端部への
装着状態で該アームR₁の移動により該把持具Ｈに小物ワ
ーク（第１ワークW₁）を位置決め保持し得る本発明の位
置決め保持手段を構成しており、また治具位置決めピン
51及びワーク位置決めピン52は互いに協働して、前記位
置決め保持手段により保持された小物ワーク（第１ワー
クW₁）を、前記装着状態で該アームR₁の移動により大物
ワーク（第２ワークW₂）に位置決めし得る本発明の位置
決め手段を構成している。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記
実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記
載された本発明を逸脱することなく、種々の小設計変更
を行うことが可能である。

たとえば、加工ロボット装置としては溶接ロボット装
置Ｒの代わりに切断ロボット装置を用いることも可能で
あり、また、ワーククランプ装置57,74はエアシリンダ
の代わりに油圧シリンダとすることも可能である。さら
に、溶接ロボット装置Ｒ側からワーク把持具Ｈのワーク
クランプ装置57,74にエアを供給する方法としては溶接
ロボット装置Ｒ側のエア供給用接続部23,24とワーク把
持具Ｈ側のエア接続部43,44とを用いる代わりに、可撓
性のある長いチューブを用いることも可能である。さら
にまた、ブラケット58,75は、一体成形された部材から
構成することも可能であり、さらに、複数の部材を互い
に固定的に連結して構成することも可能である。そして
また、リンク機構L₁,L₂は二折リンクとする代わりに一
折リンクとするとともにその一折リンクの基端部をブラ
ケット57,75に揺動可能に支持するように構成すること
も可能である。

C.発明の効果以上のように本発明によれば、大物ワークの所定位置
に小物ワークを位置決め・クランプし、その位置決め・
クランプ状態のまま両ワーク間を溶接するに当って、先
ずその位置決め・クランプを、ロボットアーム先端部に
装着したワーク把持具により行い、次いでそのクランプ
状態を維持したままワーク把持具をロボットアーム先端
部から分離し、この分離状態でもクランプ状態に保たれ
る両ワーク相互を、該アーム先端部に追従して（即ちワ
ーク把持具から独立して）移動可能なロボットアーム先
端の溶接作業員が溶接できるようにしたので、その溶接
に当たっては、ロボットアーム先端部から分離（即ちワ
ーク側に置き去りに）されたワーク把持具により両ワー
ク相互が適正な位置決め・クランプ状態に置かれ、従っ
て両ワーク相互の溶接作業を常に的確に行うことがで
き、しかも溶接のための位置決めクランプ専用ロボット
を特別に（即ち溶接ロボットとは別個に）用意する必要
はないから、それだけロボットの設置個数の削減が図ら
れ、溶接作業ステーションの設備の簡単小型化およびコ
スト節減に大いに寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加工ロボット装置の一実施例の平
面図、第２図および第３図は同実施例の側面図でそれぞ
れ異なる作用状態を示す図、第４図は第２図のIV−IV線
矢視図、第５図は、同実施例のワーク把持具装着装置Ｊ
の説明図で、その（Ａ）はワーク把持具Ｈが結合する前
の状態を示す図、（Ｂ）は結合途中の状態を示す図、
（Ｃ）は結合完了状態を示す図、第６〜14図は同実施例
のワーク把持具Ｈの説明図で、第６図は第３図のVI−VI
線矢視図、第７図は第６図の矢視VIIから見た図、第８
図は第６図のVIII−VIII線断面図、第９図は第６図の矢
視IX方向からみた図、第10図は第８図の矢視Ｘ方向から
みた図、第11図は第８図のXI−XI線断面図、第12図は第
８図の異なる作用状態を示す図、第13図は第９図の矢視
XIII方向からみた図、第14図は第IX図の異なる作用状態
を示す図、第15図は第１ワークW₁の説明図、である。Ｅ……加工作業具（Ｅ）、Ｈ……ワーク把持具、Ｊ……
ワーク把持具装着装置、R₁……ロボットアーム、51……
位置決め手段としての治具位置決めピン、52……位置決
め保持手段・位置決め手段としてのワーク位置決めピ
ン、55,56……位置決め保持手段としての吸着カプラ、5
7,74……ワーククランプ装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】大物ワーク（W₂）の所定位置に小物ワーク
（W₁）を位置決め・クランプし、その位置決め・クラン
プ状態のまま両ワーク（W₁,W₂）間を溶接するのに用い
られる加工ロボット装置であって、ロボットアーム（R₁）と、そのアーム（R₁）先端部に着
脱可能に装着されたワーク把持具（Ｈ）と、同アーム
（R₁）先端部に設けられた溶接作業具（Ｅ）とを備え、前記ワーク把持具（Ｈ）は、該把持具（Ｈ）のロボット
アーム（R₁）先端部への装着状態で該アーム（R₁）の移
動により該把持具（Ｈ）に小物ワーク（W₁）を位置決め
保持し得る位置決め保持手段（52,55,56）と、その位置
決め保持手段（52,55,56）により保持された小物ワーク
（W₁）を、前記装着状態で該アーム（R₁）の移動により
大物ワーク（W₂）に位置決めし得る位置決め手段（51,5
2）と、その位置決め手段（51,52）により位置決めされ
た小物ワーク（W₁）及び大物ワーク（W₂）相互を、前記
装着状態および該把持具（Ｈ）のロボットアーム（R₁）
先端部からの分離状態の何れにおいてもクランプし得る
ワーククランプ装置（57,74）とを有し、前記溶接作業具（Ｅ）は、前記ワーククランプ装置（5
7,74）による両ワーク（W₁,W₂）相互の位置決め・クラ
ンプ状態を維持したままワーク把持具（Ｈ）をロボット
アーム（R₁）先端部より分離した状態で、両ワーク
（W₁,W₂）間を溶接すべく該アーム（R₁）先端部と共に
移動可能であることを特徴とする、加工ロボット装置。