JP3702681B2

JP3702681B2 - ワーク自動積み込み装置

Info

Publication number: JP3702681B2
Application number: JP35730598A
Authority: JP
Inventors: 和幸尾楠
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2018-12-16
Also published as: JP2000177806A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク収容パレットをパレット段替え装置に搬入し、ワークをワーク収容パレットから自動的に取り出し、搬送装置に積み込み、空になった空パレットをパレット段替え装置から搬出するワーク自動積み込み装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば、自動車のサイドメンバーパネルなどのワークの組み付け工程を行うライン（製造ライン）の近くには、ラインに供給するワークが収容されたパレットが配置されていた。ワークは車種に応じて複数種類が用意され、種類別にパレットに収容されるため、ライン近くにはワークの種類数に相当する複数のパレットを配置するための広大なスペースが必要であった。
そこで、特開平５−３３７７６０号には、ラインの近くにパレットを配置するスペースを設けないようにしたワーク搬送システムが開示されている。このシステムは、図６に示すように、上段にあるパレット搬入部５０と、パレット搬入部５０から取り出されたワークを製造ラインまで搬送するために配置したレールと、パレット搬入部５０の下方にある回収コンベア５１を有する。パレット搬入部５０には、トラックから移送されたパレットを所定位置まで上昇させるコンベア付きのリフタ５２と、リフタ５２上のパレットをストック位置Ｓまで搬送させる中間コンベア５３と、ストック位置Ｓに配置されたガイドローラ機構付きリフタ５４と、ストック位置に搬入されたパレット上のワークをレール上の台車５５に搭載するワーク搬送機構５６が設けられている。
従来のワーク搬送システムでは、トラックから移送されたパレット６０は、まずリフタ５２によって上昇され、リフタ５２に設けられているコンベアと中間コンベア５３とが駆動されることによってパレット６０がストック位置Ｓまで搬送される。ストック位置Ｓにはガイドローラ５４があるが、ガイドローラ５４は駆動手段をもたないため、中間コンベア間に配設されたパレット押し出し装置によってパレット６０は中間コンベア５３からストック位置Ｓまで搬送される。ストック位置Ｓにあるパレットからはワーク搬送機構５６によってワークが取り出され台車にのせられる。すべてのワークが取り出され空になった空パレットはガイドローラ機構付きリフタ５４によって下降され、下降位置にある回収コンベア５１が駆動されてパレット搬入側に戻される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のワーク搬送システム（ワーク自動積み込み装置）では、つぎに示す▲１▼、▲２▼の理由により、作業性が好ましくない。
▲１▼ 異なる大きさのパレットを搬送することができない。
▲２▼ 回収コンベアによる空パレットの搬送に多くのエネルギーを消費している。本発明の目的は、作業性が従来より優れたワーク自動積み込み装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、つぎの通りである。
（１）上段にかつ左右方向両側に配置された第１、第２のステーションと、下段にかつ左右方向両側に配置された第３、第４のステーションを有し、前記第１のステーションの下側に前記第４のステーションが配置され、前記第２のステーションの下側に前記第３のステーションが配置されたラックと、該ラックに載置されたパレットを前記ラックの左右方向に移動させる左右方向移動装置と、前記パレットを前記ラックの上下方向に移動させる昇降装置とを備えたパレット段替え装置と、
該パレット段替え装置の前記第２のステーションからワークを取り出すワーク取り出し装置と、
取り出されたワークを搬送する搬送装置と、
を備え、
ワークを収容したワーク収容パレットが、前記第１のステーションで搬入され前記左右方向移動装置によって第２のステーションに移動され、ワークが前記ワーク収容パレットから前記ワーク取り出し装置によって取り出され、空とされた空パレットが、前記昇降装置によって前記第３のステーションに下降され、前記第３のステーションから前記左右方向移動装置によって第４のステーションに移動され、搬出される、ワーク自動積み込み装置において、
複数の前記パレット段替え装置を有する組が、１つの前記ワーク取り出し装置を挟んで、２組設けられ、前記搬送装置が前記組の上方を通るように配置され、
前記ワーク取り出し装置が、前記第２のステーションにあるワーク収容パレットに収容されているワークと前記搬送装置との間を移動可能ないろいろな姿勢をとることができる多関節ロボットと、該ロボットの先端に取り付けられたワークを把持可能なツールとを有し、
前記搬送装置が、ワークをもたれ掛けさせる上下方向に延びる支持部と該支持部の下部に設けられ前記支持部に対して交わる方向に延びるワークの受け部と前記支持部から離れた位置で前記受け部から上方に突出する係止部とを備えたハンガーと、該ハンガーの移動を案内するレールとを有している、
ワーク自動積み込み装置。
（２）前記左右方向移動装置は前記ラックの下段の左右方向と直交する方向両側に配設されパレットの下面を保持可能なローラと該ローラを駆動する駆動装置を有し、該ローラは前記第３のステーションから前記第４のステーションに向かって下方に傾斜している、（１）記載のワーク自動積み込み装置。
（３）前記左右方向移動装置が前記ラックの上段および下段の前記左右方向と直交する方向両側に配設されたローラと該ローラを駆動する駆動装置を有し、前記ラックの前記第２のステーションに位置する前記ローラは前記左右方向と直交する方向に移動可能とされ前記左右方向と直交する方向両側に配設されたローラ間の間隔が変化可能とされている、
（１）または（２）記載のワーク自動積み込み装置。
【０００５】
上記（１）のワーク自動積み込み装置では、ワーク取り出し装置が、ロボットと、ロボットの先端に取り付けられたワークを把持可能なツールとを有し、ツールによって容易に第２のステーションにあるパレットからワークを把持して取り出すことができる。ツールによって把持されたワークはロボットの作動によってハンガーに載せられる。ハンガーは支持部と受け部を有し、受け部はワークがハンガーから落ちるのを防止し支持部はワークがもたれ掛かるのを支えるので、ワークは大小にかかわらず、１種類のハンガーに載せることができ、ハンガーが汎用性を有することから作業性に優れる。
上記（２）のワーク自動積み込み装置では、左右方向移動装置がラックの上段に配設されパレットの下面を保持可能なローラとローラを駆動する駆動装置を有し、ローラが第３のステーションから第４のステーションに向かって下方に傾斜しているので、パレットが第４のステーションへ移動しやすくなり、ローラの駆動力を少なくすることができ、作業性に優れる。
上記（３）のワーク自動積み込み装置では、ラックの第２のステーションに位置するローラが、左右方向と直交する方向に移動可能とされ、ラックの左右方向と直交する方向両側に配設されたローラ間の間隔が変化可能とされるので、パレットの幅が大きい場合にはローラ間の間隔が大きくされ、パレットの幅が小さい場合にはローラ間の幅が小さくされるので、大きさの異なるパレットを保持することができ、作業性に優れる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明実施例のワーク自動積み込み装置を示し、図２、図３は本発明実施例のワーク自動積み込み装置のパレット段替え装置を示し、図４は本発明実施例のワーク自動積み込み装置の搬送装置を示し、図５は本発明実施例のワーク自動積み込み装置のパレット段替え装置の配置方法を示す。
【０００７】
まず、本発明実施例のワーク自動積み込み装置を、図１〜図４を参照して、説明する。ワークＷは、たとえば、自動車の外板の一部であるサイドメンバーパネルである。
ワーク自動積み込み装置は、図１に示すように、パレット段替え装置１０と、ワーク取り出し装置２０と、搬送装置３０と、を有する。
【０００８】
パレット段替え装置１０は、図１〜図３に示すように、ラック１１と、左右方向移動装置１２Ａ、１２Ｂと、昇降装置１３と、を有する。
【０００９】
ラック１１は、上下２段の棚とされる。ラック１１の上段には左右方向に複数のステーションが配置されている。図１には左右方向に第１のステーション１ｓｔ、第２のステーション２ｓｔの２つのステーションが配置されている例を示す。ステーションが３つ以上の場合には、第１のステーション１ｓｔと第２のステーション２ｓｔの間にステーションが１つ以上配置される。ラック１１の下段には左右方向に複数のステーションが配置されている。図１には左右方向に第３のステーション３ｓｔと第４のステーション４ｓｔの２つのステーションが配置されている例を示す。ステーションが３つ以上の場合には第３のステーション３ｓｔと第４のステーション４ｓｔの間にステーションが１つ以上配置される。なお、第１のステーション１ｓｔの下側に位置するステーションは第４のステーション４ｓｔである。第２のステーション２ｓｔの下側に位置するステーションは第３のステーション３ｓｔである。
【００１０】
左右方向移動装置１２Ａ、１２Ｂは、図３に示すように、ラック１１の上段と下段のそれぞれに設けられている。上段の左右方向移動装置１２Ａはパレット４０を第１のステーション１ｓｔから第２のステーション２ｓｔに移動させる。下段の左右方向移動装置１２Ｂはパレット４０を第３のステーション３ｓｔから第４のステーション４ｓｔに移動させる。本発明実施例では、上段および下段の左右方向移動装置１２Ａ、１２Ｂが、ラック１１の上下段のそれぞれに、図１に示すような左右方向と直交する方向（前後方向）両側に配設されたローラ１２ｒと、ローラ１２ｒを駆動する図示されないパワーモータからなる例を示している。
ラック１１の下段に配設されたローラ１２ｒは、図３に示すように、第３のステーション３ｓｔから第４のステーション４ｓｔに向かって下方に傾斜している。
なお、第１のステーション１ｓｔから第２のステーション２ｓｔに向かうローラ１２ｒも下方に傾斜されていてもよい。
また、ラック１１の前後方向両側に配設された、第１のステーション１ｓｔ、第３のステーション３ｓｔ、第４のステーション４ｓｔに位置するローラ１２ｒはそれぞれ前後方向の幅が大きくされている。第２のステーション２ｓｔに位置するローラ１２ｒはそれぞれ前後方向の幅がほかのローラ１２ｒと比べ小さくされている。また、第２のステーション２ｓｔに位置するローラ１２ｒは前後方向に移動可能とされているので、ローラ１２ｒの前後方向の間隔（ローラ１２ｒが配設された幅）が変化可能である。なお、他のローラ（第１のステーション１ｓｔ、第３のステーション３ｓｔと第４のステーション４ｓｔに位置するローラ）１２ｒも前後方向幅が可変とされていてもよい。
また、ラック１１の第２のステーション２ｓｔ内には、左右方向移動装置１１Ａによってパレット４０がラック１１から外へ飛び出すのを防止するための停止装置が配置されている。停止装置は、たとえば、パレット４０が第２のステーション２ｓｔに移動されたときにパレット４０に係合する出没可能な位置決めピン、パレット４０が第２のステーションに移動されたことを検知しローラ１２ｒの駆動を停止させるセンサーなどを使用できる。
また、ラック１１の第４のステーション４ｓｔ内には、左右方向移動装置１１Ｂによってパレット４０がラック１１から外へ飛び出すのを防止するための停止装置が配置されている。
【００１１】
昇降装置１３は、ラック１１の第４のステーション４ｓｔに配設された昇降板１３ａと昇降板１３ａを昇降する図示されない駆動装置とからなる。昇降板１３ａは第２のステーション２ｓｔに位置するローラ１２ｒの上方まで昇動可能である。
【００１２】
ワーク取り出し装置２０は、第２のステーション２ｓｔにあるワーク収容パレット４０のワークＷと搬送装置３０との間を移動可能なロボット２１と、ロボット２１の先端に取り付けられたワークＷを把持可能なツール２２とを有している。
ロボット２１は、多関節ロボットを使用することにより、いろいろな姿勢をとることができる。ロボット２１は、第２のステーション２ｓｔの隣に配置されている。図１は、２台のロボットが配置されている例を示している。
ツール２２は、ワークＷを挟むタイプ、ワークＷを吸着するタイプなど、容易にワークＷを把持することができるものが用いられる。
【００１３】
搬送装置３０は、ワークＷをもたれ掛けさせるための、上下方向に延びる支持部３１ａ（図４には四角形の枠体を示すが、板状でもよい）と支持部３１ａの下部に設けられ支持部３１ａに対して交わる方向（たとえば、水平方向）に延びるワークＷの受け部３１ｂとを備えたハンガー３１と、ハンガー３１の移動を案内するレール３２と、ハンガー３１をレール３２に沿って移動させる図示されない駆動装置とを有している。
受け部３１ｂは支持部３１ａから離れた位置に受け部３１ｂから上方に突出した係止部３１ｃを備える。また、支持部３１ａの上部に、ワークＷを掛ける引っ掛け部３１ｄを備えていてもよい。図４に示すように、支持部３１ａの両側（表側と裏側）に受け部３１ｂおよび係止部３１ｃが設けられている場合には、１つのハンガー３１に２つのワークＷを載置することができる。
レール３２はパレット段替え装置１０の上方を通り、ワークＷを加工するラインまで延びている。
【００１４】
ワークＷは種類ごとにパレット４０に収容されるので、ワークＷが複数種類ある場合には、パレット４０は複数種類が用意される。１つのパレット段替え装置１０には同じ種類のパレット４０を載置することが望ましい。そのため、パレット段替え装置１０はパレット４０の種類数に相当する数が用意される。その場合には、パレット段替え装置１０は、ラック１１の第２のステーション２ｓｔをロボット２１側に位置させ、前後および、もしくは左右に配置される。図１には、パレット段替え装置１０が、ロボット２１を挟んで左右にそれぞれ前後に３つ配置されることにより、合計６つ配置され、６種類のパレット４０（ワークＷ）を載置できる例を示している。
また、ワークＷが自動車のサイドメンバーパネルの場合、右側パネルと左側パネルの２枚が１組となって、ラインで加工される。その場合、図１に示すように配置された複数 (図１では６つ）のパレット段替え装置１０が、図５に示すように、２組用意される。それにより、一方のパレット段替え装置１０は右側パネルＲを、他方のパレット段替え装置１０は左側パネルＬを収容できる。また、レール３２は両方のパレット段替え装置１０の上方を通るように配置される。それにより、一方のパレット段替え装置１０の上方で右側パネルＲが積み込まれ、他方のパレット段替え装置１０の上方では左側パネルＬが積み込まれ、２つが１組となって、ラインまで搬送される。
【００１５】
つぎに、本発明実施例のワーク自動積み込み装置の作用について、説明する。
パレット段替え装置１０のラック１１の上段の第１のステーション１ｓｔに、複数枚のワークＷが収容されたワーク収容パレット４０を、たとえば、リフトを用いることにより載置する。ワーク収容パレット４０は、下面がラック１１に配設されたローラ上に乗った状態にある。なお、第１のステーション１ｓｔ、第３のステーション３ｓｔと第４のステーション４ｓｔに位置するローラ１２ｒは前後方向の幅が大きくされているので、パレット４０の前後方向の幅が大きくてももしくは小さくても、パレット４０の下面を保持することができる。また、第２のステーションに位置するローラ１２ｒは、あらかじめ、前後方向両側のローラ間の間隔がワーク収容パレット４０を保持できる大きさに調整されている。そのため、第２のステーション２ｓｔに位置するローラ１２ｒが他のローラ１２ｒに比べて前後方向の幅が小さくされていても、異なる大きさのパレット４０を保持することができる。
【００１６】
ローラ１２ｒが駆動されることにより、ワーク収容パレット４０が第１のステーション２ｓｔから第２のステーション２ｓｔへ移動する。ローラ１２ｒが第１のステーション１ｓｔから第２のステーション２ｓｔに向け下方に傾斜している場合には、ローラ１２ｒを駆動する駆動力が小さくてもワーク収容パレット４０の移動が円滑に行われる。
【００１７】
つづいて、複数配置されたパレット段替え装置１０の中から、ラインで必要とされているワークＷを収容しているワーク収容パレット４０が載置されているパレット段替え装置１０に向かってロボット２１が駆動される。ロボット２１はツール２２によって、パレット段替え装置１０の第２のステーション２ｓｔにあるワーク収容パレット４０から最もロボット側に位置する１つのワークＷを把持する。ワークＷを把持したままロボット２１は駆動され、パレット段替え装置１０の上方にあるハンガー３１の受け部３１ｂにワークＷの下側を置き、支持部３１ａにワークＷの上部をもたれかけさせ、ツール２２がワークＷの把持を解除する。これにより、ワークＷはハンガー３１へ積み込まれる。ワークＷは下部が、係止部３１ｃに当接するので、支持部３１ａに一定の角度で傾斜してもたれかかった姿勢を維持することができる。ハンガー３１はワークＷをもたれかけさせて保持するものであるため、形、大きさの異なるワークＷであっても載置でき、搬送することができる。
ハンガー３１に載置されたワークＷは、ワークＷを使用する図示されないラインまで延びるレール３２によって、ラインまで搬送される。
ラインでワークＷが降ろされ、空にされたハンガー３１は、パレット段替え装置に戻り、再び、別のワークＷを載置してラインまで搬送することを繰り返し行う。ワークＷがワーク収容パレット４０から順に取り出され、最終的に、パレット４０は空になる。
【００１８】
第２のステーション２ｓｔでパレット４０が空とされたことがセンサーなどで検知されると、下方にある昇降装置３０の昇降板３１が上昇し、空パレット４０をローラ１２ｒより上方へ上昇させる。このとき、第３のステーション３ｓｔにはパレット４０は配置されていない。第２のステーション２ｓｔに設けられたピンがパレット４０に係合している場合には、パレット４０の上昇によりピンの係合が解除される。
そして、第２のステーション２ｓｔにある前後両側のそれぞれのローラ１２ｒがラック１１の前後両側端へ移動する。つづいて、空パレット４０の下面を保持したまま昇降板３１を下降させ、空パレット４０を下降させる。ローラ１２ｒが前後両側端にあることから、空パレット４０は下面が第２のステーション２ｓｔにあるローラ１２ｒに保持されることなく第２のステーション２ｓｔを通過し、第３のステーション３ｓｔに移動される。
【００１９】
つづいて、ラック１１の下段のローラ１２ｒが駆動され、空パレット４０が第３のステーション３ｓｔから第４のステーション４ｓｔへ移動する。ローラ１２ｒが第３のステーション３ｓｔから第４のステーション４ｓｔに向かって下方に傾斜している場合には、ローラ１２ｒを駆動する駆動力が小さくても、ワーク収容パレット４０の移動が円滑に行われる。そのため、ローラ１２ｒが傾斜していない場合に比べ、ローラ１２ｒを駆動するのに消費する駆動力を少なくすることができる。
第４のステーション４ｓｔに到達した空パレット４０は、パレット段替え装置の外へ搬出される。
【００２０】
第１のステーション１ｓｔから第２のステーション２ｓｔにワーク収容パレット４０が配置されると、第１のステーション１ｓｔには、つぎのワーク収容パレット４０を配置させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１のワーク自動積み込み装置によれば、ワーク取り出し装置が、ロボットと、ロボットの先端に取り付けられたワークを把持可能なツールとを有し、ツールによって容易に第２のステーションにあるパレットからワークを把持して取り出すことができる。ツールによって把持されたワークはロボットの作動によってハンガーに載せられる。ハンガーは支持部と受け部を有し、受け部はワークがハンガーから落ちるのを防止し支持部はワークがもたれ掛かるのを支えるので、いずれの大きさのワークであっても、ハンガーに載せることができ、作業性に優れる。
請求項２のワーク自動積み込み装置によれば、左右方向移動装置がラックの上段に配設されパレットの下面を保持可能なローラとローラを駆動するモータを有し、ローラが第３のステーションから第４のステーションに向かって下方に傾斜しているので、パレットが第４のステーションへ移動しやすくなり、ローラの駆動力を少なくすることができ、作業性に優れる。
請求項３のワーク自動積み込み装置によれば、ラックの第２のステーションに位置するローラが、左右方向と直交する方向に移動可能とされ、ラックの左右方向と直交する方向両側に配設されたローラ間の間隔が変化可能とされるので、パレットの幅が大きい場合にはローラ間の間隔が大きくされ、パレットの幅が小さい場合にはローラ間の幅が小さくされるので、大きさの異なるパレットを保持することができ、作業性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のワーク自動積み込み装置の斜視図である。
【図２】本発明実施例のワーク自動積み込み装置の平面図である。
【図３】本発明実施例のワーク自動積み込み装置の側面図である。
【図４】本発明実施例のワーク自動積み込み装置の搬送装置の斜視図である。
【図５】本発明実施例のワーク自動積み込み装置のパレット段替え装置の配置を説明する図である。
【図６】従来のワーク搬送システムを示す図である。
【符号の説明】
１０パレット段替え装置
１１ラック
１２Ａ、１２Ｂ左右方向移動装置
１３昇降装置
２０ワーク取り出し装置
２１ロボット
２２ツール
３０搬送装置
３１ハンガー
３１ａ支持部
３１ｂ受け部
３２レール
４０パレット
１ｓｔ第１のステーション
２ｓｔ第２のステーション
３ｓｔ第３のステーション
４ｓｔ第４のステーション

Claims

上段にかつ左右方向両側に配置された第１、第２のステーションと、下段にかつ左右方向両側に配置された第３、第４のステーションを有し、前記第１のステーションの下側に前記第４のステーションが配置され、前記第２のステーションの下側に前記第３のステーションが配置されたラックと、該ラックに載置されたパレットを前記ラックの左右方向に移動させる左右方向移動装置と、前記パレットを前記ラックの上下方向に移動させる昇降装置とを備えたパレット段替え装置と、
該パレット段替え装置の前記第２のステーションからワークを取り出すワーク取り出し装置と、
取り出されたワークを搬送する搬送装置と、
を備え、
ワークを収容したワーク収容パレットが、前記第１のステーションで搬入され前記左右方向移動装置によって第２のステーションに移動され、ワークが前記ワーク収容パレットから前記ワーク取り出し装置によって取り出され、空とされた空パレットが、前記昇降装置によって前記第３のステーションに下降され、前記第３のステーションから前記左右方向移動装置によって第４のステーションに移動され、搬出される、ワーク自動積み込み装置において、
複数の前記パレット段替え装置を有する組が、１つの前記ワーク取り出し装置を挟んで、２組設けられ、前記搬送装置が前記組の上方を通るように配置され、
前記ワーク取り出し装置が、前記第２のステーションにあるワーク収容パレットに収容されているワークと前記搬送装置との間を移動可能ないろいろな姿勢をとることができる多関節ロボットと、該ロボットの先端に取り付けられたワークを把持可能なツールとを有し、
前記搬送装置が、ワークをもたれ掛けさせる上下方向に延びる支持部と該支持部の下部に設けられ前記支持部に対して交わる方向に延びるワークの受け部と前記支持部から離れた位置で前記受け部から上方に突出する係止部とを備えたハンガーと、該ハンガーの移動を案内するレールとを有している、
ワーク自動積み込み装置。
前記左右方向移動装置は前記ラックの下段の左右方向と直交する方向両側に配設されパレットの下面を保持可能なローラと該ローラを駆動する駆動装置を有し、該ローラは前記第３のステーションから前記第４のステーションに向かって下方に傾斜している、請求項１記載のワーク自動積み込み装置。
前記左右方向移動装置が前記ラックの上段および下段の前記左右方向と直交する方向両側に配設されたローラと該ローラを駆動する駆動装置を有し、前記ラックの前記第２のステーションに位置する前記ローラは前記左右方向と直交する方向に移動可能とされ前記左右方向と直交する方向両側に配設されたローラ間の間隔が変化可能とされている、
請求項１または請求項２記載のワーク自動積み込み装置。