JP2626179B2 - ロータリインデックス式ワーク位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、支持部材に回動可能に枢支された回動部
材と、前記回動部材に、その回動軸線に対し各々半径方
向外方へ向くように互いに周方向位置をずらされて支持
された複数種類のワーク位置決め治具と、前記回動部材
を割り出し回動させる回動駆動手段と、を具え、その回
動部材の割り出し回動に基づき前記ワーク位置決め治具
の内の一種類を選択的に所定使用位置に配置するロータ
リインデックス式ワーク位置決め装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 上述の如きロータリインデックス式ワーク位置決め装
置としては従来、例えば本出願人が先に特願平１−3495
2号公報にて提案したゲージ板切替装置があり、この装
置は、複数種類の、ワーク位置決め治具としてのゲージ
板を、回動部材としての回動板に各々半径方向外方へ向
くよう放射状の配置で固定されて具え、前記回動板を、
支持部材としてのブラケットに取り付けられた回動駆動
手段としての減速機付サーボモータで割り出し回動させ
ることにより、それらのゲージ板の内の一種類を所定使
用位置に配置するよう機能する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の装置にあっては、ゲージ板
が回動板に各々固定されているので、装置全体の外形寸
法が大きくなるため、使用中でないゲージ板と、位置決
めされたワークの溶接に用いられる溶接ガンや、位置決
めされるワークの搬送装置等との干渉を避けるのが難し
いという不都合があった。

この発明は、かかる課題を有利に解決したワーク位置
決め装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段） この発明のロータリインデックス式ワーク位置決め装
置は、支持部材に回動可能に枢支された回動部材と、前
記回動部材に、その回動軸線に対し各々半径方向外方へ
向くように互いに周方向位置をずらされて支持された複
数種類のワーク位置決め治具と、前記回動部材を割り出
し回動させる回動駆動手段と、を具え、前記回動部材の
割り出し回動に基づき前記複数種類のワーク位置決め治
具を選択的に所定使用位置に配置するものであって、前
記各ワーク位置決め治具と前記回動部材との間に介装さ
れ、そのワーク位置決め治具を前記回動軸線に対し離間
する進出位置と接近する後退位置との間で進退移動可能
に支持する案内支持手段と、前記支持部材に設けられ、
前記回動部材の回動により前記進出位置が前記使用位置
と重なる所定使用方向へ向けて配置された前記ワーク位
置決め治具を前記進出位置と前記後退位置との間で進退
移動させる進退駆動手段と、前記各ワーク位置決め治具
に設けられ、前記ワーク位置決め治具が前記後退位置に
位置する状態で掛合部材を前記進退駆動手段および前記
回動部材に対し選択的に掛合させることにて、前記各ワ
ーク位置決め治具が前記使用方向へ向けて配置された状
態ではそのワーク位置決め治具を前記後退位置で前記進
退駆動手段に対して掛合させる一方、前記各ワーク位置
決め治具が前記使用方向以外の方向へ向けて配置された
状態ではそのワーク位置決め治具を前記後退位置で前記
回動部材に対して掛止する掛脱手段と、を具えることを
特徴とするものである。

（作用） かかる装置にあっては、複数種類のワーク位置決め治
具の内のある種類が必要となった場合に、先ず回動駆動
手段が回動部材を割り出し回動させて、上記複数種類の
ワーク位置決め治具の内のその所要の種類のものを使用
方向へ向けて配置し、次いでその所要の種類のワーク位
置決め治具に設けられた掛脱手段が、掛合部材を回動部
材から外して進退駆動手段に掛合させることでそのワー
ク位置決め治具を回動部材から離脱させて進退駆動手段
に掛合させ、その後進退駆動手段が、案内支持手段によ
る案内支持下でその所要の種類のワーク位置決め治具を
後退位置から、所定使用位置と重なる進出位置まで進出
移動させてそこに固定する。

そして、他の種類のワーク位置決め治具が必要となっ
た場合には、先ず進退駆動手段が、上記進出位置に位置
しているワーク位置決め治具を案内支持手段による案内
支持下で後退位置まで後退移動させ、次いでそのワーク
位置決め治具に設けられている掛脱手段が、掛合部材を
進退駆動手段から外して回動部材に掛合させることでそ
のワーク位置決め治具を進退移動手段から離脱させて回
動部材に掛止し、これによって、回動部材の回動による
遠心力が加わった場合や回動部材の停止によりワーク位
置決め治具が下向きに停止した場合等でもそのワーク位
置決め治具の不測の進出移動が防止され、その後、上記
と同様の手順で上記他の種類のワーク位置決め治具が使
用位置に配置される。

従ってこの発明のロータリインデックス式ワーク位置
決め装置によれば、使用しないワーク位置決め治具を回
動部材の回動軸線に接近する後退位置に確実に保持し、
所要のワーク位置決め治具のみを進出させて使用位置に
配置することができるので、装置全体の外形寸法を小さ
くし得て、使用中でないワーク位置決め治具と位置決め
されたワークの溶接に用いられる溶接ガンや、位置決め
されるワークの搬送装置等との干渉を容易に防止するこ
とができる。

（実施例） 以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。

第１図は、この発明のロータリインデックス式ワーク
位置決め装置の一実施例を示す正面図であり、図中１は
位置決めされるワークとしての、自動車車体の構成部品
であるボディサイド、２はワーク搬送装置としてのシャ
トルコンベヤ、３は位置決めされたボディサイド１の溶
接に用いられる溶接ロボット、４は上記実施例のワーク
位置決め装置をそれぞれ示す。

ここで、シャトルコンベヤ２は、二本づつ組になった
細長いシャトルバー５を、互いに間隔をおかれて立設さ
れた複数本の支柱６の各々に枢支されたローラ７による
案内支持下で、図示しない進退駆動機構により第１図で
は紙面と直角な水平方向へ進退移動させることができる
とともに、シャトルバー５の各組に設けられた昇降シリ
ンダ８のピストンロッド8aの先端部に固定されたワーク
受は部材９により上記ボディサイド１を保持することが
でき、このことにて、ワーク受け部材９上に載置された
ボディサイド１をシャトルバー５の前進移動に基づき所
定距離搬送し、次いで上記ワーク位置決め装置４の後述
するワーク位置決め治具の後退時に昇降シリンダ８の作
動に基づきそのボディサイド１を第１図中実線で示す搬
送位置から同図中仮想線で示す所定位置決め位置よりも
若干上方の位置まで上昇させ、その後上記ワーク位置決
め治具の前進時にワーク受け部材９を下降させてそのボ
ディサイド１をそのワーク位置決め治具に引き渡すこと
ができる。

また溶接ロボット３は、腕3aを図中実線および仮想線
で示す如く揺動させ、伸縮させ、さらに図では紙面と直
角な水平方向へ水平移動させて、その腕3aの先端部に設
けられたスポット溶接用の溶接ガン10を空間内で任意の
位置に移動させるとともに、その溶接ガン10の、腕3aに
対する角度を、図中実線および仮想線で示す如く変更す
ることができ、このことにて、後述の如くして上記所定
位置に位置決めされたボディサイド１の各部にスポット
溶接を施すことができる。

そしてワーク位置決め装置４は、シャトルバー５の両
側に二台、互いに対向するように配置されて（シャトル
バー５の左側のものは図示しないが、右側の図示のもの
と同様の構成を具える。）、各々直線移動機構11上に取
り付けられており、それらの直線移動機構11は、位置決
めされるボディサイド１の種類に応じてワーク位置決め
装置４を第１図中矢印Ｄで示すようにシャトルコンベヤ
２に対し接近および離間方向へ任意の位置に移動させる
ことができる。

ところで、ここにおけるワーク位置決め装置４は、上
記直線移動機構11上に立設された、支持部材としての支
持板12を具えるとともに、外形が多角形をなす、回動部
材としての回動板13を具え、上記支持板12には、第２図
および第３図に示すように、互いに同一の軸線Ｏ上に位
置する入力軸と出力軸とを有する減速機14が取り付けら
れており、上記回動板13は、この減速機14の出力軸に取
り付けられて、支持板12に回動可能に枢支されている。

また上記支持板12には、回動駆動手段としてのサーボ
モータ15が上記減速機14と同一軸線上に配置されて取り
付けられており、このサーボモータ15は、図示しない制
御装置による制御下で減速機14の入力軸を回転駆動し
て、第１図中矢印Ｅで示すように回動板13を上記軸線Ｏ
周りに所要の角度だけ割り出し回動させることができ
る。

この一方、上記回動板13の周辺部には、第２図および
第４図に示すように、周方向に等間隔に、案内支持手段
としての八個のボール循環式スプライン軸受16がそれぞ
れブラケット17を介し固定されており、これらのスプラ
イン軸受16は各々、一端部に取り付けフランジ18aが設
けられるとともに他端部に抜け止め部材18bが取り付け
られたスプライン軸18を嵌め合わせて、それらのスプラ
イン軸18を、上記軸線Ｏに対し離間する進出位置と、第
４図に示すようにその軸線Ｏに対し交差せずに接近する
後退位置との間で進退移動可能に、かつそれら自身の軸
線周りに回動しないように支持している。

尚、互いに隣接するスプライン軸18は、第２図に示す
ように軸線Ｏの延在方向に互いにずれて支持されて、後
退位置での互いの干渉を生じないようにされている。

そして、上記八本のスプライン軸18の取り付けフラン
ジ18aには、第４図に示すように八種類のワーク位置決
め治具19が基台20を介してそれぞれ取り付けられてお
り、それらのワーク位置決め治具19は、互いに形状が異
なる八種類のボディサイド１にそれぞれ嵌まり合う八種
類のゲーシ板19aと、それらのゲージ板19aに対しクラン
プ腕を薄型エアシリンダにより揺動させて、対応するゲ
ージ板19aとの間でボディサイド１を挟持し、およびそ
こから開放するクランプ機構19bとを有している。

さらに上記支持板12には、第３図に示すように、進退
駆動手段としてのエアシリンダ21がそのピストンロッド
21aをシャトルコンベヤ２へ向けて水平に取り付けら
れ、そのピストンロッド21aの先端部には、外周に環状
溝22aを有する掛合部材22が固定されており、また上記
回動板13の外周面上の、各スプライン軸受16に隣接する
とともに各基台19と干渉しない位置には、第２図および
第３図に示すように、外周に環状溝23aを有する掛止部
材23が立設されている。

そして上記各基台20には、第５図に示すように、掛脱
手段としての選択的掛脱機構24が設けられており、この
選択的掛脱機構24は、中間部で基台20に揺動可能に枢支
されるとともに両端部にコ字状の切欠き部25a,25bを有
する概略Ｌ字状の掛合部材としての掛合腕25と、その掛
合腕25に連結されたピストンロッド26aを進退移動させ
ることにより掛合腕25を第５図中実線で示す掛止位置と
同図中仮想線で示す進退移動位置との間で矢印Ｆで示す
ように揺動させる薄型エアシリンダ26とを具えてなる。
尚、第２図中左方に示す掛合腕25は、第５図に実線で示
す位置とは異なって、後述の如く使用方向へ向けてエア
シリンダ21に並ばせて配置した第２図中左方から上側に
示す基台20を回動板13に対して同図中矢印Ｇに進退移動
可能ならしめるために上記進退移動位置に位置してお
り、この一方、第２図中右方に示す掛合腕25は、使用方
向以外の方向へ向けて配置した同図中右方かつ上側に示
す基台20を回動板13に対して進退移動しないように掛止
するために上記掛止位置に位置している。

上記選択的掛脱機構24によれば、ある一本のスプライ
ン軸18を、第１図中矢印Ｅで示すとともに第５図中矢印
Ｊで示す如き軸線Ｏ周りの回動板13の割り出し回動によ
り第２図中左方かつ上側および第３図中右方に示すよう
にエアシリンダ21と並べて配置するとともに、図示しな
いストッパ部材に当接する前記後退位置に位置させた状
態で、掛合腕25を第５図中仮想線で示すように上記進退
移動位置に位置させるように薄型エアシリンダ26の作動
により掛合腕25を第５図では時計方向へ揺動させること
にて、掛合腕25が、その一方の切欠き部25bを掛止部材2
3の環状溝23aから離脱させて、エアシリンダ21と並べた
上記スプライン軸18に取り付けられた基台20を回動板13
から分離させてその基台20を回動板13に対し第２図中矢
印Ｇ方向に進退移動可能ならしめ、その後、その他方の
切欠き部25aを掛合部材22の環状溝22aに掛合させて、そ
の基台20をエアシリンダ21のピストンロッド21aに駆動
結合するので、その状態でエアシリンダ21のピストンロ
ッド21aを進退作動させることにて、エアシリンダ21と
並んで位置する上記スプライン軸18に取り付けられた上
記基台20を、その基台20に取り付けられたワーク位置決
め治具19と一緒に第１図、第２図および第４図中矢印Ｇ
で示すように回動板13に対し進退移動させることができ
る。

また上記選択的掛脱機構24によれば、上述したと同様
に、ある一本のスプライン軸18を、上記の如き軸線Ｏ周
りの回動板13の割り出し回動により第２図中左方かつ上
側および第３図中右方に示すようにエアシリンダ21と並
べて配置するとともに、図示しないストッパ部材に当接
する前記後退位置に位置させた状態で、掛合腕25を第５
図中実線で示すように上記掛止位置に位置させるように
薄型エアシリンダ26の作動により掛合腕25を第５図では
反時計方向へ揺動させることにて、掛合腕25が、その一
方の切欠き部25aを掛合部材22の環状溝22aから離脱させ
て、その基台20をエアシリンダ21のピストンロッド21a
から分離させ、その後、その他方の切欠き部25bを掛止
部材23の環状溝23aに掛合させて、エアシリンダ21と並
べた上記スプライン軸18に取り付けられた基台20が回動
板13に対して進退移動しないようその基台20を回動板13
に掛止するので、その状態で回動板13をさらに割り出し
回動させても、上記一本のスプライン軸18に取り付けら
れた基台20上の掛合腕25と、エアシリンダ21や掛合部材
22等との干渉が生ずることがない。

しかも上記掛止位置では、スプライン軸18に取り付け
られた基台20を、その基台20上の係合腕25が、回動板13
に対して進退移動しないよう回動板13に掛止しているの
で、上記一本のスプライン軸18をエアシリンダ21と並ぶ
位置から外すように回動板13をさらに割り出し回動させ
る場合に、掛合腕25を上記掛止位置に維持しておくこと
にて、回動板13の割り出し回動でそのスプライン軸18が
下を向いたりそのスプライン軸18に遠心力が加わったり
しても、スプライン軸18がそこに基台20を介して取り付
けられたワーク位置決め治具19と一緒に回動板13に対し
て上記後退位置から進出移動するようなことがない。

従って上記選択的掛脱機構24によれば、スプライン軸
18の後退位置にて定まる所定後退位置に位置するワーク
位置決め治具19のうちで、上記使用方向へ向けて配置さ
れたもののみをエアシリンダ21のピストンロッド21aに
対し基台20を介して掛合させるとともに、それ以外のも
のをその後退位置で回動板13に対し基台20を介して掛止
することができる。

尚、回動板13の中心部にはロータリジョイント27が取
り付けられており、このロータリジョイント27は、各ワ
ーク位置決め治具19のクランプ機構19bのエアシリンダ
に連通する空気圧回路と、各選択的掛脱機構24のエアシ
リンダ25に連通する空気圧回路とをそれぞれ、さらに作
動させる図示しない制御弁に連通する空気圧回路に、回
動板13の回動を許容しつつその回動位置にかかわりなく
常時接続することができる。

しかしてかかるワーク位置決め装置４にあっては、上
記シャトルコンベヤ２によって搬送されて来たボディサ
イド１を位置決めする際に、先ずサーボモータ15が、回
動板13を割り出し回動させて、八種類のワーク位置決め
治具19の内の、そのボディサイド１に対応する種類のも
のを選択的に、使用方向であるシャトルバー５へ向く方
向へ向けて、エアシリンダ21に並ばせて配置し、次いで
選択的掛脱機構24がその所要の種類のワーク位置決め治
具19を回動板13から分離させてエアシリンダ21のピスト
ンロッド21aに駆動結合させ、その後シャトルコンベヤ
２が先に述べたようにして第４図中仮想線で示すように
ワーク受け部材９を上昇させてそこに載置されているボ
ディサイド１を上昇させたら、エアシリンダ21がピスト
ンロッド21aを進出限位置まで進出させて、スプライン
軸受16によるスプライン軸18の案内支持下でその所要の
種類のワーク位置決め治具19を、前記スプライン軸18の
後退位置にて定まる所定後退位置から、第１図中仮想線
で示す所定位置決め位置にボディサイド１を位置決めし
得る、同図中実線で示すとともに第４図中仮想線で示す
所定使用位置に重なる所定進出位置まで進出移動させた
後そこに固定し、シャトルコンベヤ２がその後第４図中
矢印Ｈで示すようにワーク受け部材９を下降させてボデ
ィサイド１を下降させたら、上記ワーク位置決め治具19
がゲージ板19aおよびクランプ機構19bでそのボディサイ
ド１を受取り、上記位置決め位置に位置決め固定して、
溶接ロボット３による溶接作業を可能ならしめる。

そして、次に搬送されて来るボディサイド１が上記と
種類が異なるものとなり、他の種類のワーク位置決め治
具19が必要となった場合には、先ずエアシリンダ21がピ
ストンロッド21aを後退移動させて、スプライン軸受16
によるスプライン軸18の案内支持下で先のワーク位置決
め治具19を後退位置まで後退移動させ、次いで選択的掛
脱機構24がそのワーク位置決め治具19をピストンロッド
21aから分離させて回動板13に掛止し、これによって、
回動板13の回動による遠心力が加わった場合や回動板13
の停止によりワーク位置決め治具19が下向きに停止した
場合等のワーク位置決め治具19の不測の進出移動が防止
され、その後上記と同様の手順で上記他の種類のワーク
位置決め治具19が使用位置に配置される。

従ってこの実施例のロータリインデックス式ワーク位
置決め装置４によれば、使用しないワーク位置決め治具
19を回動板13の回動軸線Ｏに接近する後退位置に確実に
保持し、所要のワーク位置決め治具19のみを進出させて
使用位置に配置することができるので、装置４の全体の
外形寸法を小さくし得て、使用中でないワーク位置決め
治具19と、位置決めされたボディサイド１の溶接を行う
溶接ロボット３や、位置決めされるボディサイド１を搬
送するシャトルコンベヤ２等との干渉を容易に防止する
ことができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の
例に限定されるものではなく、例えば、回動部材に取り
付けられるワーク位置決め治具の数は所要に応じて適宜
変更することができ、また案内支持手段は、ワーク位置
決め治具に一端部を固定された複数本のガイドロッドを
筒状のガイド部材でそれぞれ摺動可能に支持するように
構成することもでき、位置決めされるワークも上記例の
ものには限られない。

（発明の効果） かくしてこの発明のワーク位置決め装置によれば、使
用しないワーク位置決め治具を回動部材の回動軸線に接
近する後退位置に確実に保持し、所要のワーク位置決め
治具のみを進出させて使用位置に配置することができる
ので、装置全体の外形寸法を小さくし得て、使用中でな
いワーク位置決め治具と、位置決めされたワークの溶接
に用いられる溶接ガンや位置決めされるワークの搬送装
置等との干渉を容易に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のロータリインデックス式ワーク位置
決め装置の一実施例を示す正面図、 第２図は上記実施例の装置を拡大して示す平面図、 第３図は上記実施例の装置の第２図中矢印Ａ方向から見
た矢視図、 第４図は上記実施例の装置の第２図中矢印Ｂ方向から見
た拡大矢視図、 第５図は上記実施例の装置を第２図中Ｃ−Ｃ線に沿って
示す拡大断面図である。 12……支持板、13……回動板 15……サーボモータ、16……スプライン軸受 19……ワーク位置決め治具 21……エアシリンダ、24……選択的掛脱機構

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持部材（12）に回動可能に枢支された回
   動部材（13）と、 前記回動部材に、その回動軸線（Ｏ）に対し各々半径方
   向外方へ向くように互いに周方向位置をずらされて支持
   された複数種類のワーク位置決め治具（19）と、 前記回動部材を割り出し回動させる回動駆動手段（15）
   と、を具え、 前記回動部材の割り出し回動に基づき前記複数種類のワ
   ーク位置決め治具を選択的に所定使用位置に配置する、
   ロータリインデックス式ワーク位置決め装置において、 前記各ワーク位置決め治具と前記回動部材との間に介装
   され、そのワーク位置決め治具を前記回動軸線に対し離
   間する進出位置と接近する後退位置との間で進退移動可
   能に支持する案内支持手段（16）と、 前記支持部材に設けられ、前記回動部材の回動により前
   記進出位置が前記使用位置と重なる所定使用方向へ向け
   て配置された前記ワーク位置決め治具を前記進出位置と
   前記後退位置との間で進退移動させる進退駆動手段（2
   1）と、 前記各ワーク位置決め治具に設けられ、前記ワーク位置
   決め治具が前記後退位置に位置する状態で掛合部材（2
   5）を前記進退駆動手段および前記回動部材に対し選択
   的に掛合させることにて、前記各ワーク位置決め治具が
   前記使用方向へ向けて配置された状態ではそのワーク位
   置決め治具を前記後退位置で前記進退駆動手段に対して
   掛合される一方、前記各ワーク位置決め治具が前記使用
   方向以外の方向へ向けて配置された状態ではそのワーク
   位置決め治具を前記後退位置で前記回動部材に対して掛
   止する掛脱手段（24）と、 を具えることを特徴とする、ロータリインデックス式ワ
   ーク位置決め装置。