JP2676067B2 - ワークに対する作業装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は治具台をワーク搬入位置からワーク搬送位置
まで搬送する間に、この治具台上に載置した被加工物で
あるワークに所定の作業を施すワークに対する作業装置
に関するものである。

（従来の技術） 近年種々の製造組立工程において、搬送手段により搬
送された被加工物（以下ワークという）を工業ロボット
により次々と加工する作業装置が使用されている。例え
ば自動車のフロアパネルアセンブリ工程においては、ワ
ークをワーク搬入位置で治具台上に載せ、この治具台を
ワーク作業位置まで搬送して溶接ロボットにより所定の
溶接作業を行ない、この後治具台をワーク搬出位置まで
搬送してワークを治具台上から搬出する作業装置が知ら
れている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記作業装置によっては溶接作業を終
了したワークがこの作業装置から完全に搬出されるまで
次のワークを搬入することができず作業効率の点で問題
があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたも
ので、ワークの搬入，加工、および搬出の作業全体とし
ての効率の向上を図り得るワークに対する作業装置を提
供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明のワークに対する作業装置は、互いに連結され
た第１および第２の治具台と、 この第１の治具台がワーク搬入位置に、この第２の治
具台がワーク作業位置に配される第１の状態と、この第
１の治具台がこのワーク作業位置に、この第２の治具台
がワーク搬出位置に配される第２の状態との間でこれら
２つの治具台を連結状態を保持して往復動せしめる治具
台移動手段と、 前記ワーク作業位置付近に配されて、前記作業位置に
位置する前記第１および第２の治具台上に載置された同
一ワークに対して所定の作業の前工程と後工程とを行な
う作業ロボットと、 前記ワーク作業位置付近に配され、前記第２の状態に
おける第１の治具台上のワークに対して前記所定の作業
の前工程が終了した後、該ワークをこの第１の治具台か
ら取りはずして前記所定の作業の後工程を行なうため前
記第１の状態における第２の治具台上に移載せしめるワ
ーク移載専用のワーク移載手段とを備えたことを特徴と
するものである。

（作用） 上記構成によれば、２つの治具台を連動して往復動す
るようにし、所定の作業の前工程は第２の状態における
第１の治具台上で、所定の作業の後工程は第１の状態に
おける第２の治具台上で行なうようにしており、一方の
治具台がワーク作業位置に配されているとき他方の治具
台は、第１の状態のときワーク搬入位置に、第２の状態
のときワーク搬出位置に配される。したがって、一方の
治具台上のワークに対して所定の作業を行なうのと同時
に、他方の治具台にワークを搬入したり、他方の治具台
からワークを搬出したりすることができ、ワーク１つ当
りに対する製造時間を短縮することが可能となる。

すなわち、ワークは第１の状態において、第１の治具
台に搬入され、この後２つの治具台は第２の状態となる
ように移送されて第１の治具台上に載置されているワー
クに対して所定の作業の前工程がなされ、この後ワーク
が第１の治具台から取りはずされてワーク移載手段に保
持されるとともに２つの治具台が第１の状態となるよう
に移送され、この第１の状態における第２の治具台上
に、上記ワーク移載手段に保持されていたワークが載置
されて所定の作業の後工程がなされ、この後２つの治具
台は第２の状態となるように移送されて第２の治具台か
ら所定の作業が終了したワークが搬出される。したがっ
て、現在作業を行なおうとしているワークをワークＢ、
このワークＢの一つ前および一つ後に搬入されるワーク
をそれぞれワークＡおよびワークＣとすると、ワークＢ
が第１の治具台に搬入されている間に第２の治具台上で
はワークＡの所定の作業の後工程が行なわれ、ワークＢ
に対し第１の治具台上で所定の作業の前工程が行なわれ
ている間に第２の治具台上からワークＡの搬出作業がな
され、ワークＢに対し第２の治具台上で所定の作業の後
工程が行なわれている間にワークＣの搬入作業がなさ
れ、ワークＢが第２の治具台から搬出されている間に、
ワークＣの所定の作業の前工程がなされることとなり、
常に２つのワークに対して異なった作業を同時になすよ
うにしているので１つのワークに対する製造時間の短縮
を図ることが可能となり、これにより製造効率を向上さ
せることが可能となる。

また、上記装置においては、作業ロボットによりワー
クへの所定の作業は該ワークを第１および第２の治具台
上に載置した状態で行われるので、作業ロボットによる
所定の作業を行なう場合に別個の支持手段でワークを支
持する必要がなく、従ってワーク支持手段は第１の治具
台と第２の治具台のみで良く、装置全体の簡素化、小形
化、軽量化、低コスト化を図ることができる。

また、上記装置においては、第１および第２の治具台
の作業位置への移動は治具台移動手段により両治具台の
連結状態を保持したまま行なわれ、つまり両治具台を切
り離して別途上下動させたりすることなく行なわれ、か
つ第１の治具台から第２の治具台へのワークの移載はワ
ーク移載のみ行なうワーク移載専用の移載手段で行なう
ので、結局、ワークへの作業を行なうに当たり、上記治
具台移動手段以外に必要な手段はワーク移載のみを行え
ば良い小形軽量低コストのワーク移載専用の移載手段の
みで良く、大型大重量高コストの治具台上下動手段等は
不要であり、これによっても装置全体の簡素化、小形
化、軽量化、低コスト化を図ることができる。

さらに、上記装置においては、第１および第２の治具
台は連結状態を保持したままで所定の作業が行なわれ、
第１および第２の治具台の連結を連結解除可能な構造に
する必要がないので、この点においても装置全体の簡素
化、小形化、軽量化、低コスト化を図ることができる。

（実 施 例） 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の、ワークに対する作業位
置を示す概略平面図である。なお、本実施例におけるワ
ークは自動車のフロアパネルである。この作業装置は第
１の治具台１およびこの第１の治具台と連結手段２によ
り連結された第２の治具台３と、この２つの治具台1,3
を連結状態を保持したままで第１の状態と第２の状態の
間で往復動せしめる治具台移動手段13（第３図に示され
ている）を備えている。第１の状態とは、第１の治具台
１がワーク搬入位置４に、第２の治具台３がワーク作業
位置５にある状態をいい、第２の状態とは、第１の治具
台１がワーク作業位置５に、第２の治具台３がワーク搬
出位置６にある状態をいう。また、この作業装置は、ワ
ーク作業位置５の両側に、治具台上のワーク７に対して
所定の溶接作業を行なう溶接ロボット８、さらに第２の
状態における第１の治具台１に載置されているワーク７
を取りはずして第１の状態における第２の治具台３に移
載せしめるワーク移載のみを行なうワーク移載専用のワ
ーク移載手段９を備えている。

次に、この作業装置の動作を第２図を用いて説明す
る。まず２つの治具台1,3を第１の状態にセットして第
１の治具台１にワーク７を搬入する（第２図（ａ））。
このとき第２の治具台３上では、一つ前に搬入されたワ
ークに対して溶接ロボット８により増打ち溶接が行なわ
れる。この後、２つの治具台1,3が治具台移動手段13に
より移動せしめられ第２の状態にセットされて第１の治
具台１上のワーク７に対して、溶接ロボット８により仮
打ち溶接が行なわれる（第２図（ｂ））。このとき第２
の治具台３は搬出位置６に配されており、この治具台３
から、ワーク７の一つ前に搬入されたワークの搬出作業
が行なわれる。ワーク７に対して仮打ち溶接が終了する
と、このワーク７はワーク移載手段９により上方に持ち
上げられ、これとともに２つの治具台1,3が治具台移動
手段13により移動せしめられて第１の状態にセットさ
れ、この後ワーク移載手段９により上方に持ち上げられ
ていたワーク７は第２の治具台３上に降ろされてこの第
２の治具台上で溶接ロボット８による増打ち溶接が行な
われる（第２図（ｃ））。このとき、第１の治具台１は
搬入位置４に配されており、この治具台３に、ワーク７
の次のワークが搬入される。この後、２つの治具台1,3
は治具台移動手段13により移動されて第２の状態にセッ
トされ（第２図（ｄ））、第２の治具台３上からワーク
７が搬出され、ワーク７の溶接作業が終了する。このと
き、第１の治具台１は作業位置５に配されており、この
第１の治具台１上ではワーク７の次に搬入されたワーク
に対して仮打ち溶接が行なわれる。このように、本実施
例装置は第１の治具台１と第２の治具台３に各々ワーク
を載置して各々のワークに対して同時に互いに異なる作
業がなされるように構成しているので作業効率の向上を
図ることが可能となる。

第３図は第１図に示す２つの治具台1,3を治具台移動
手段13とともに示す側面図である。各治具台1,3は、そ
の下部に４個の車輪10を有しており、各車輪10は左右２
本のレール11と係合するための溝部を有している。ま
た、各治具台1,3の上部には、ワーク7,7aを支持するた
めの複数本のワーク支持注12が配されており、これによ
りワーク７の下方からバック電極14等を挿入しやすい構
造とされている。これら２つの治具台1,3は連結手段２
により連結されており、また、第２の治具台３は治具台
移動手段13であるシリンダ内のピストンと連結されてお
り、このピストンの往復動に伴なって２つの治具台1,3
が第１の状態と第２の状態の間を往復動するようになっ
ている。なお、治具台移動手段13としては上記シリンダ
13等の機械的駆動手段に限られるものではなく、例えば
治具台1,3に車輪10を駆動する電動モータを搭載し、こ
の電動モータに入力せしめる駆動電流を制御することに
より治具台1,3の走行をコントロールするようにした電
気的移動手段を用いることも可能である。

第４図は治具台1,3がワーク作業位置５に配されてい
るときの、溶接ロボット８およびワーク移載手段９の動
作を説明するための概略図である。２つの治具台1,3が
前述した第２の状態にセットされ、第１の治具台１がワ
ーク作業位置５に配されるとバック電極14がワーク７の
中央下部に挿入され、これと同時に溶接ロボット８の
“腕”に相当するスタットガン19がワーク７の中央上部
に移動して仮打ち溶接が行なわれる。このスタットガン
は回転軸部分20を中心として回転自在とされ、その先端
に配された電極部がワーク７のいかなる曲面部分にも適
切に当接し得るような構成となっている。第４図に示す
ように、ワーク７を構成する２つの部材7b,7cはスタッ
トガン19の電極とバック電極14の電極部に挾持され、こ
の状態でスタットガン19の電極からバック電極14の電極
部にパルス電流が流れて上記２つの部材7b,7cの仮打ち
溶接が行なわれる。このようにして仮打ち溶接が終了す
るとスタットガン19が治具台１の側方に後退し、ワーク
７の両側端部がワーク移載手段９のクランパ21に把持さ
れる。このクランパ21は第４図に示すようにワーク７を
その上下方向に挾持する２本のアームからなっている。
各アームの他端部には回転軸に軸支されたピニオン22が
取り付けられており、２つのピニオン22の間には、これ
らのピニオン22と噛合するラック23が配されている。ラ
ック23はクランプ用シリンダ24のピストンに連結され、
ピストンの往復動に伴なってワーク幅方向に往復動する
ように形成されており、このラック23の往復動により、
このラック23と噛合するピニオン22が回転してアームが
開閉するようになっている。ワーク７がクランプ21によ
り完全に把持されると、リフト用シリンダ25内のピスト
ンが上昇し、これによりこのピストンと連結されている
ワーク把持部26が上昇し、ワーク７がアームに把持され
たまま第４図点線部分まで持ち上げられる。ワーク７が
この状態に保持されている間に２つの治具台1,3が第１
の状態にセットされ、ワーク作業位置５には第２の治具
台３が配される。この後リフト用シリンダ25のピストン
が下降し、これによりワーク把持部26が下降し、ワーク
７は第２の治具台３のワーク支持柱12上に載置される。
これとともにクランプ用シリンダ24の作動によりクラン
パ21のアームがワーク７の把持を解除する。以後、溶接
ロボット８によりワーク７に対して増打ち溶接が行なわ
れる。この増打ち溶接は前述した仮打ち溶接とはワーク
７の溶接位置が異なるが、その他は仮打ち溶接と略同様
の操作により行なわれる。なお、第１図中、ワーク７上
に描かれた●は仮打ち溶接の位置の一例を示すものであ
り、○は増打ち溶接の位置の一例を示すものである。な
お、上述したクランパ21はワーク７が治具台1,3上に載
置されている間、このワーク７を常に把持するように構
成することも可能である。なお、ワーク移載手段として
は上述した実施例のものに限られるものではなく、ワー
ク７を確実に保持して第１の治具台１から第２の治具台
３に移載することができるものであればどのような構成
とすることも可能である。

なお、上述した実施例においては仮打ち溶接を前工
程、増打ち溶接を後工程としているが、本発明において
用いる前工程および後工程の語は必ずしも本実施例のよ
うに明確に区別されるものではなくてもよく、一つの作
業の前半を前工程、後半を後工程とすることも可能であ
る。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明のワークに対する作
業装置によれば、２つの治具台を連動して往復動せし
め、所定の作業を２工程に分け、これら２つの工程の間
でワークを第１の治具台から第２の治具台に移載する操
作を加えることで、一方の治具台上でワークに対する所
定の作業を行なうのと同時に他方の治具台に対してワー
クの搬入，搬出作業を行なうことができる。従来、ワー
クを治具台に搬入した後は、このワークに対して所定の
作業を行ない、さらにこの作業の終了したワークを治具
台上から搬出するまで他のワークを治具台に搬入するこ
とができなかったが、本発明の装置は、この装置内に同
時に２つのワークを収容することが可能でこの収容され
ている２つのワークに対して異なった作業を同時に行な
うことができ、これによりワーク一つ当りの製造時間を
短縮することが可能で、製造効率の向上を図ることが可
能となる。

また、本発明のワークに対する作業装置によれば、第
１および第２治具台を常に連結状態に維持したままで第
１の位置と第２の位置との間を往復動させ、これによっ
て作業位置に位置する治具台上のワークに対して直接作
業を行なうと共に、第１の治具台から第２の治具台へワ
ークを移載するワーク移載専用の移載手段を設ける構成
としたので、まず、治具台以外にワークを支持する別個
の支持手段を必要とせず、また、治具台を上昇させて作
業を行なうものではないので大型大重量高コストの治打
台上下動手段を必要とせず代わりに小形軽量低コストの
ワーク移載専用の移載手段を設ければよく、さらに連結
状態を保持するので連結および連結解除可能の構造とす
る必要がなく、これらによって、装置全体としての簡素
化、小形化、軽量化、低コスト化を十分に図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のワークに対する作業装置を
示す概略平面図、第２図は第１図に示す作業装置の動作
を説明するための概略図、第３図は第１図に示す２つの
治具台を治具台移動手段の一例とともに示す側面図、第
４図は第１図に示す治具台、溶接ロボットおよびワーク
移載手段を詳細に示す正面図である。 １……第１の治具台、２……連結手段 ３……第２の治具台、４……ワーク搬入位置 ５……ワーク作業位置、６……ワーク搬出位置 7,7a……ワーク、８……溶接ロボット ９……ワーク移載手段、13……治具台移動手段 14……バック電極、19……スタットガン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに連結された第１および第２の治具台
   と、 この第１の治具台がワーク搬入位置に、この第２の治具
   台がワーク作業位置に配される第１の状態と、この第１
   の治具台がこのワーク作業位置に、この第２の治具台が
   ワーク搬出位置に配される第２の状態との間でこれら２
   つの治具台を連結状態を保持して往復動せしめる治具台
   移動手段と、 前記ワーク作業位置付近に配されて、前記作業位置に位
   置する前記第１および第２の治具台上に載置された同一
   ワークに対して所定の作業の前工程と後工程とを行なう
   作業ロボットと、 前記ワーク作業位置付近に配され、前記第２の状態にお
   ける第１の治具台上のワークに対して前記所定の作業の
   前工程が終了した後、該ワークをこの第１の治具台から
   取りはずして前記所定の作業の後工程を行なうため前記
   第１の状態における第２の治具台上に移載せしめるワー
   ク移載専用のワーク移載手段とを備えたことを特徴とす
   るワークに対する作業装置。