JP3852341B2

JP3852341B2 - 回転式搬送装置

Info

Publication number: JP3852341B2
Application number: JP2002012905A
Authority: JP
Inventors: 泰史岡崎; 猛柳澤; 邦愛平田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-01-22
Filing date: 2002-01-22
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2022-01-22
Also published as: JP2003220534A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤルインデックス型とも称される割り出し回転式の搬送装置に関し、特に円形の搬送ラインに沿って設定された複数の作業ステージ間でのワークの搬送を、その搬送ラインの中心を回転中心とする回転体の割り出し回転をもって行うようにした搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転式搬送装置としては例えば図１４〜１６に示すように、ワーク搬入ステージ♯１０およびワーク搬出ステージ♯４０を除く各ステージ♯２０，♯３０には例えばスポット溶接を目的とした図示外の溶接ロボットを設ける一方、割り出し回転可能な回転台５１のうち各ステージ♯１０〜♯４０に対応する位置にワーク位置決め治具５２をそれぞれに設けたものがある。なお、回転台５１はモータ等の回転駆動手段５３にて９０度ごとに割り出し回転されるとともに、その回転位置精度はストッパー５４との当接によって機械的に保証されるようになっている。このような回転式搬送装置は、例えば自動車の車体パネルを構成することになる比較的小さなパネル部品の溶接組立をスポット溶接にて行うサブラインで使用される。
【０００３】
そして、ワーク搬入ステージ♯１０にて所定のワークＷが搬入されてワーク位置決め治具５２上に位置決めされると、そのワークＷは回転台５１が９０度ごとに割り出し回転することで治具５２ごと次の溶接ステージ♯２０，♯３０へと順次搬送されて、所定の溶接が施される。そして、各溶接ステージ♯２０，♯３０での溶接を終えたワークＷがワーク搬出ステージ♯４０に到達すると、溶接済みのワークＷが次工程へと搬出される一方で、ワーク搬入ステージ♯１０にて新たなワークＷが投入されて、以降は上記のような動作を繰り返すことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構造では、回転台５１の上に複数ステージ分のワーク位置決め治具５２を設けて常にワークＷを位置決め治具５２ととも次のステージに搬送するようになっているため、何らかの不具合が発生した場合に全ステージ♯１０〜♯４０での作業を一斉に停止せざるを得なくなり、設備稼働率が悪くなる。例えば特定のステージでトラブルが発生した場合に、そのトラブルが発生したステージ以外の特定のステージにワークＷが在席しておらず且つそれよりも上流側のステージにワークＷが在席している場合に、ワークＷのみを前詰めすればいくつかのステージでは通常の溶接作業を行えるにもかかわらずその作業を行うことができなくなる。
【０００５】
また、全ステージ分のワーク位置決め治具５２が回転台５１上に設けられているために必然的に可動部分の重量が大きく、回転駆動源５３として能力の大きなものが必要となるほか、回転時のイナーシャも大きいために回転台５１をストッパー５４にて機械的に停止せざるを得なくなり、構造が複雑なものとなるとともに搬送の高速化の上でも限界がある。
【０００６】
本発明は以上のような課題に着目してなされたものであり、各ステージのワーク位置決め治具は定位置工程式のものとしてワークのみを回転搬送するものとし、もって前詰め生産が可能で且つ構造の簡素化を図った回転式搬送装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、円形の搬送ラインに沿って設定された複数の作業ステージ間でのワークの搬送を司る搬送装置であって、各作業ステージには、作業対象となる二つのワークの同時作業に対応するためにそれら二つのワークを個別に位置決め支持することが可能な二つのワーク位置決め治具がワーク搬送方向に沿って並設されていて、上記搬送ラインの中心を回転中心として割り出し回転する回転体のうち各作業ステージに対応する位置には、各作業ステージのワーク位置決め治具との間でワークの受け渡しを行いながら搬送対象となる二つのワークを同時に支持することが可能な一対のフィンガーが上記作業ステージ間ピッチと同じピッチで設けられているとともに、各フィンガーはワークの受け渡しや搬送に関与しない格納位置に折り畳み格納可能に構成されていて、さらに上記回転体は割り出し回転可能で且つ昇降可能となっていて、回転体の上昇動作時には作業ステージのワーク位置決め治具上にあるワークをフィンガーにてワーク搬送高さ位置までリフトアップさせる一方、回転体の下降動作時にはフィンガーが支持しているワークを作業ステージのワーク位置決め治具上に移載するようになっていることを特徴とする。
【０００８】
上記の搬送形態を利用した主たる作業が例えば自動車用パネル部品の溶接ロボットによるスポット溶接である場合、円形の搬送ラインに沿って作業ステージであるワーク搬出入ステージと複数の溶接ステージとが設定され、各溶接ステージにはワーク位置決め治具のほかスポット溶接を目的とした溶接ロボットが配置される。
【０００９】
したがって、請求項１に記載の発明では、各作業ステージのワーク位置決め治具はそのステージから動くことはなく実質的に定位置固定式のものとなり、回転体が各フィンガーとともに割り出し回転することで各作業ステージのワークが歩進するかの如く形態で一斉に次の作業ステージへと搬送される。すなわち、回転体の昇降動作をもって各フィンガーと複数の作業ステージのワーク位置決め治具との間でそのワークの受け渡しが行われて、各作業ステージでの作業のほか各作業ステージから次の作業ステージへのワークの搬送が二つのワークを一組としたいわゆる並行生産方式にて行われる。そして、例えば特定の作業ステージでトラブルが発生した場合に、そのトラブルが発生した作業ステージ以外の特定の作業ステージにワークが在席しておらずそれよりも上流側の作業ステージにワークが在席している場合に、ワークのみを前詰めすればトラブルが発生した作業ステージ以外のいくつかの作業ステージでは通常の溶接作業を行えるようになる。この場合、必要に応じ作業ステージにおいてフィンガーを格納することで、その作業ステージでの作業空間をより大きく確保できるようになるほか、全作業ステージのワークを一斉に次の作業ステージに搬送するのではなく、例えば特定の作業ステージのみのワークを次の作業ステージに搬送することもできる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１の記載を前提として同時作業および同時搬送の対象となる二つのワークはその種類が互いに異なるものであることを特徴とする。
【００１４】
したがって、請求項２に記載の発明では、先に述べたように各作業ステージでの作業のほか各作業ステージから次の作業ステージへのワークの搬送が二つのワークを一組としたいわゆる並行生産方式にて行われる場合に、例えば左右でセットになった勝手違いのワークの加工のほかＡ車種とＢ車種のワークの加工を並行して進める場合に好都合となる。もちろん、二つ一組としたワークのなかに単独のワークが混在していることも許容される。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の記載を前提として、上記回転体はインクリメンタル型回転検出器を位置フィードバック要素にもつサーボモータにて割り出し回転駆動されるようになっているとともに、回転体の実際の回転角位置がアブソリュート型回転検出器にて検出されるようになっていて、上記アブソリュート型回転検出器の検出出力に基づき回転体の回転角誤差を算出し、この回転角誤差をもって次の割り出し回転時の回転指令値を補正するようになっていることを特徴とする。
【００１６】
したがって、この請求項３に記載の発明では、インクリメンタル型回転検出器とアブソリュート型回転検出器を併用しているがために、回転体の割り出し回転動作を繰り返し行ったとしても、ストッパーのような機械的位置決め機構を用いることなしに繰り返し位置決め精度が保証される。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１，２に記載の発明によれば、各作業ステージのワーク位置決め治具は定位置固定式のものとして、回転体の割り出し回転によりワークのみを搬送するようにしたため、例えば特定の作業ステージで不具合が発生した場合でもワークが在席していない作業ステージがあることを条件に前詰め生産が可能であり、生産性が向上する。また、可動部分の重量が小さく且つ構造が簡素化されることで回転駆動源として小さな能力のもので済むようになり、設備費の低減が図れるとともに一層の高速搬送も可能となる。
【００１８】
また、各フィンガーが折り畳み格納可能となっているため、全作業ステージのワークを一斉に次の作業ステージに搬送するのではなく、例えば必要に応じて特定のフィンガーを格納することで特定の作業ステージのみのワークを次の作業ステージに搬送することも可能であり、設備としての柔軟性が高いものとなるほか、例えば各作業ステージにおいてフィンガーを格納することでその作業ステージでの作業空間の拡大化と作業自由度の拡大化も図れるようになる。
【００１９】
さらに、二つのワークを同時搬送しながら作業ステージでも二つのワークに同時に作業を施すようになっているため、生産性も一段と向上する効果がある。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、インクリメンタル型回転検出器とアブソリュート型回転検出器を併用したため、請求項１，２に記載の発明と同様の効果に加えて、回転体の割り出し回転動作を繰り返し行ったとしても、ストッパーのような機械的位置決め機構を用いることなしに繰り返し位置決め精度が高くなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１〜１３は本発明の好ましい実施の形態を示す図であり、先に述べた従来例と同様に自動車の車体パネルを構成することになるパネル部品にスポット溶接を基本とした溶接組立を施す場合の例を示している。
【００２２】
特に図１〜３は回転式搬送装置１の概略構成を示しており、同図に示すように前工程Ｓ１と後工程Ｓ２との間に回転式搬送装置１が配設されている。回転式搬送装置１では、平面視にて円形をなす仮想の搬送ラインに沿ってワーク搬入ステージ♯１０と二つの溶接ステージ♯２０，♯３０およびワーク搬出ステージ♯４０がそれぞれ作業ステージとして設定されていて、ワーク搬入ステージ♯１０およびワーク搬出ステージ♯４０にはワークＷａ，Ｗｂの搬入もしくは搬出のための作業者ＭもしくはハンドリングロボットＲ１が配置されているとともに、二つの溶接ステージ♯２０，♯３０には溶接ロボットＲｗがそれぞれ配置されている。
【００２３】
そして、本実施の形態では例えばＡ車種のワークＷａとＢ車種のワークＷｂとを二つ一組として同時に搬送しつつ同時に溶接を施すために、各ステージ♯１０〜♯４０には各ワークＷの車種に応じて専用化された定位置固定式の二台ずつのワーク位置決め治具２Ａ，２Ｂ…５Ａ，５Ｂがそれぞれ配置されていて、ワーク位置決め治具２Ａ，２Ｂ…５Ａ，５Ｂの数は合計８台ではあるものの全体としてはＡ車種，Ｂ車種の二種類のワークＷａ，Ｗｂを並行生産する４ステージタイプのラインとなっているとともに、円形の搬送ラインの中央部には回転体としてその中心を回転中心とする割り出し回転式の搬送アーム６が設けられている。なお、溶接ステージ♯２０，♯３０におけるワーク位置決め治具３Ａ，３Ｂおよび４Ａ，４ＢにはワークＷａもしくはＷｂの位置決めのためのゲージや各種のクランパーが付帯しているが、図１〜３では図示省略してある。
【００２４】
搬送装アーム６は合計４本のアーム素片６ａ，６ａ…を十字状に連結したものであり、全体として鉛直軸７の周りを９０度ずつ割り出し回転するようになっていて、同時に搬送アーム６は図３に示すように所定ストロークＳのもとで昇降可能となっている。なお、この昇降動作は後述するサーボモータ４２の起動により同じく後述するアシストシリンダ２２にてその重量をアシストされながら行われる。
【００２５】
搬送アーム６を構成している各アーム素片６ａの先端には９０度の位相をなすようにして二つ一組のフィンガー８Ａ，８Ｂがそれぞれに装着されている。これら一つのアーム素片６ａについての二つのフィンガー８Ａ，８Ｂは両者が同時に同じステージに位置することはなく、一方のフィンガー８Ｂが前側のステージに位置すれば他方のフィンガー８Ａは必ずその後側のステージに位置するように設定されている。そして、各フィンガー８Ａ，８Ｂは図３に実線で示すように水平状態となる展開位置Ｐ１で初めてそれ単独でワークＷａもしくはＷｂを位置決め支持することができるようになっており、同時に必要に応じてヒンジピン９を回転中心として水平位置から下方に回動させて垂下状態となるような格納位置Ｐ２とすることで折り畳み格納することができるようになっている。
【００２６】
より詳しくは、図４に示すように各フィンガー８Ａ，８Ｂはワーク位置決め用のゲージ１０を備えているとともに、その折り畳み格納動作および展開動作はアクチュエータである揺動型（トラニオン型）のエアシリンダ１１の伸縮動作によって行われるようになっている。また、上記フィンガー８Ａ，８Ｂの折り畳み格納状態とは、そのフィンガー８Ａ，８Ｂの折り畳み格納状態のままで仮に搬送アーム６を割り出し回転させたとしても各フィンガー８Ａ，８Ｂが各ステージ♯１０〜♯４０のワーク位置決め治具２Ａ，２Ｂ…５Ａ，５Ｂと干渉しない状態のことである。
【００２７】
図５〜図１０は上記回転式搬送装置１のより詳細且つ具体的な構造を示しており、図５は図２に、図６は図３にそれぞれ対応している。また、図７，８は図５，６の要部拡大図を、図９は図７のＧ−Ｇ線に沿う断面図をそれぞれ示している。
【００２８】
図５，６および図７，９に示すように、架台１２上には合計４本のガイドポスト１３〜１６と単一のロックポスト１７とが鉛直状態にて立設されており、これらのガイドポスト１３〜１６に案内支持されるようにして昇降可能なリフタテーブル１８が水平状態にて配置されている。図６，７のほか図９に示すように、合計４本のガイドポスト１３〜１６のうち２本のガイドポスト１３，１５とリフタテーブル１８との間にはリニアガイド（直動ガイドもしくは直動軸受とも称される）１９が介装されている一方、残る２本のガイドポスト１４，１６には隣接する二面を案内面とするガイドレール２０が装着されているとともに、そのガイドレール２０を案内面とする各一対のガイドローラユニット２１がリフタテーブル１８に装着されている。これにより、リフタテーブル１８は各ガイドポスト１３〜１６に沿って滑らかに上昇限位置Ｑ１と下降限位置Ｑ２との間で昇降動作可能となっている。なお、上昇限位置Ｑ１と下降限位置Ｑ２との差は先に述べたストロークＳに等しい。
【００２９】
また、同じく図６，７および図９に示すように、２本のガイドポスト１３，１５に隣接してそれぞれに揺動型（中間トラニオン型）のアシストシリンダ（エアシリンダ）２２が立設されていて、そのピストンロッド２３の先端はブラケット２４を介してリフタテーブル１８に連結されている。したがって、リフタテーブル１８の昇降動作、特にその上昇動作は後述する昇降駆動源の負荷軽減のためにアシストシリンダ２２にてアシストされながら行われるようになっている。
【００３０】
さらに、上記２本のガイドポスト１３，１５には上下方向に沿ってラック２５が配設されていて（ただし、図７では一方のガイドポスト１３側のもののみ図示してある）、これらのラック２５に対して後述するリフタテーブル１８側の強制回転駆動方式のピニオンギヤ４４が噛み合っている。
【００３１】
図７，９に示すロックポスト１７の上下二箇所にはロックシリンダ２６駆動の出没可能なロックピン２７が個別に設けられている。このロックピン２７はリフタテーブル１８が上昇限位置Ｑ１および下降限位置Ｑ２にそれぞれ位置決めされた際に突出して、リフタテーブル１８の一部に係合することでそのリフタテーブル１８を機械的にロックするようになっている。
【００３２】
リフタテーブル１８の上面中央部にはサポートポスト２８が立設されていて、このサポートポスト２８に搬送アーム６が回転可能に軸受支持されている。すなわち、図８に拡大して示すように、サポートポストの上端には内輪２９を固定側とし外輪を比較的大径のリングギヤ３０とするベアリングユニット３１が装着されていて、内輪２９はボルト３２にてサポートポスト２８に固定されているとともに、リングギヤ３０にはスペーサ３３を介して搬送アーム６が連結されている。
【００３３】
一方、リフタテーブル１８上には、図７に示すようにサーボモータ３４を回転駆動源としつつギヤボックス３５を介して回転駆動されるドライブギヤ３６が設けられていて、このドライブギヤ３６が先に述べた図８のリングギヤ３０に噛み合っている。したがって、ドライブギヤ３６を回転駆動させることによりリングギヤ３０をドリブンギヤとして搬送アーム６が割り出し回転することになる。すなわち、サーボモータ３４の起動によりギヤボックス３５を介してドライブギヤ３６が回転駆動されることで搬送アーム６とともに全てのフィンガー８Ａ，８Ｂが一斉に９０度ずつ割り出し回転するようになっている。
【００３４】
図８に示すように、上記搬送アーム６のうちその回転中心に相当する位置にはセンシングシャフト３７が一体的に吊り下げ支持されている。このセンシングシャフト３７はリフタテーブル１８を貫通してその下方に突出しつつベアリング３８にて軸受支持されているとともに、その下端部はアブソリュート型の回転検出器であるロータリーエンコーダ３９の入力軸に連結されている。
【００３５】
そして、上記アブソリュート型の回転検出器であるロータリーエンコーダ３９と搬送アーム６の回転駆動源であるサーボモータ３４との関係を模式的に示せば図１０のとおりであって、搬送アーム６を回転駆動させるためのサーボモータ３４は位置フィードバック要素としてインクリメンタル型の回転検出器としてロータリーエンコーダ４０を内蔵しているとともに、搬送アーム６とともに割り出し回転する各フィンガー８Ａ，８Ｂの回転角がアブソリュート型の回転検出器であるロータリーエンコーダ３９によってもまた直接的に検出されるようになっていて、それらの各ロータリーエンコーダ３９，４０の検出出力は制御装置であるシーケンサ４１に取り込まれて所定の演算処理がなされるようになっている。
【００３６】
同様にして、図５〜７に示すようにリフタテーブル１８上にはサーボモータ４２を昇降駆動源とするギヤボックス４３が搭載されているとともに、その両側には先端にピニオンギヤ４４を有する回転軸４５が軸受支持されていて、各回転軸４５はカップリング４６を介してギヤボックス４３の出力軸４７に連結されている（ただし、図７では片側のピニオンギヤ４４のみ図示してある）。そして、ピニオンギヤ４４がガイドポスト１３側のラック２５に噛み合っていることから、サーボモータ４２の起動によりピニオンギヤ４４を回転駆動させることでリフタテーブル１８全体がアシストシリンダ２２にてアシストされながら昇降動作するようになっている。すなわち、搬送アーム６の割り出し回転動作はその搬送アーム６単独でなされるものの、搬送アーム６の昇降動作はサーボモータ３４，４２等を搭載したリフタテーブル１８全体としてストロークＳのもとでなされるようになっている。
【００３７】
したがって、このように構成された回転式搬送装置１によれば、図１に示すようにワーク搬入ステージ♯１０において作業者Ｍによる手作業もしくはロボット作業にて前工程Ｓ１からＡ車種，Ｂ車種の二種類のワークＷａ，Ｗｂが投入されて、一方のワーク位置決め治具２ＡにＡ車種のワークＷａが、他方のワーク位置決め治具２ＢにＢ車種のワークＷｂがそれぞれ位置決めされると、それらのワークＷａ，Ｗｂは搬送アーム６の割り出し回転動作によりワーク搬入ステージ♯１０→溶接ステージ♯２０→溶接ステージ♯３０→ワーク搬出ステージ♯４０へと順次搬送され、溶接ステージ♯２０，♯３０では所定のスポット溶接が施される。そして、ワーク搬出ステージ♯４０の各ワーク位置決め治具８Ａ，８ＢにＡ車種，Ｂ車種の二種類のワークＷａ，Ｗｂがそれぞれ位置決め載置されると、そのワーク搬出ステージ♯４０にて待機している作業者の手作業もしくはハンドリングロボットＲ１による作業にて次の工程Ｓ２例えば車体組立ラインへと搬出される。
【００３８】
各ステージ♯１０〜♯４０間でのワーク搬送時のより具体的な動作としては、搬送アーム６の各アーム素片６ａ，６ａ…が各ステージ♯１０〜♯４０に待機している時にはその搬送アーム６全体が図３，５に仮想線で示すように下降位置にあるとともに各フィンガー８Ａ，８Ｂもまた折り畳み格納状態（格納位置Ｐ２）にあることから、各ステージ♯１０〜♯３０にＡ車種，Ｂ車種の二種類のワークＷａ，Ｗｂが在席していて且つワーク搬出ステージ♯４０にワークＷａ，Ｗｂが在席していないことを条件に、それぞれのフィンガー８Ａ，８Ｂを図３，４のように折り畳み格納状態（格納位置Ｐ２）から展開状態（展開位置Ｐ１）へと展開させた上で搬送アーム６を上昇させる。これにより、各ステージ♯１０〜♯３０のＡ車種，Ｂ車種の二種類のワークＷａ，Ｗｂが各フィンガー８Ａ，８Ｂにて位置決め支持されながらリフトアップされる。その後、搬送アーム６が９０度だけ割り出し回転動作することにより、それぞれのステージ♯１０〜♯３０のワークはＡ車種，Ｂ車種の二種類のワークＷａ，Ｗｂをセットとしてそれぞれ次のステージ♯２０〜♯４０へと搬送される。
【００３９】
搬送アーム６の割り出し回転動作が停止したならば、その搬送アーム６を再び下降させる。これにより、各フィンガー８Ａ，８Ｂに支持されたワークＷａ，Ｗｂは次のステージ♯２０〜♯４０にて対応するワーク位置決め治具３Ａ，３Ｂ…５Ａ，５Ｂに移載されて位置決め支持されることになる。そして、空載状態となった各フィンガー８Ａ，８Ｂは再び折り畳み格納されて、次の搬送時までそのままの姿勢で待機することになる。
【００４０】
このように、各ステージ♯１０〜♯４０で待機しているフィンガー８Ａ，８Ｂを折り畳み格納することにより、特に溶接ステージ♯２０，♯３０にて溶接ロボットＲｗが溶接作業を行う場合の作業空間をより大きく確保していわゆる空間自由度を増加させることができるようになるとともに、後述するように特定のステージのワークＷａまたはＷｂのみを次のステージへと前詰めすることができるようになる。
【００４１】
上記の一連の動作をフローチャートとしたものを図１１に示す。なお、各ステージ♯１０〜♯４０におけるワーク位置決め治具２Ａ，２Ｂ…５Ａ，５ＢでのワークＷａもしくはＷｂの在席，不在席はそれぞれの治具に設けられた図示外の接触式もしくは非接触式等の在席センサによってその都度検知される。
【００４２】
ここで、図１の前工程Ｓ１から回転式搬送装置１へとＡ車種のワークＷａとＢ車種のワークＷｂとがランダムに流れてくる場合を想定すると、Ａ車種のワークＷａのみもしくはＢ車種のワークＷｂのみが流れてくる場合と、Ａ車種のワークＷａとＢ車種のワークＷｂとがセットとなって流れてくる場合とがあり、同時に後工程Ｓ２からのワーク搬出要求によってはワーク搬出ステージ♯４０から後工程Ｓ２にＡ車種，Ｂ車種のワークＷａ，Ｗｂがセットとして搬出される場合とＡ車種もしくはＢ車種のワークＷａもしくはＷｂのみが搬出される場合とがある。
【００４３】
なお、２車種のワークＷａ，Ｗｂがランダムに回転式搬送装置１側に送られてきたとしても、それらの実際の順番は上位の生産指示装置にて全て把握されていて、常に知ることができるようになっている。
【００４４】
この場合において、ワーク搬出ステージ♯４０から後工程Ｓ２へと常にＡ車種のワークＷａとＢ車種のワークＷｂとがセットとなって搬出されていれば、上記のように各ステージ♯１０〜♯４０にてＡ車種のワークＷａとＢ車種のワークＷｂとをセットとして並行生産することが可能である。
【００４５】
その一方、例えばワーク搬入ステージ♯１０にＡ車種のワークＷａのみが搬入された場合には、そのワーク搬入ステージ♯１０から溶接ステージ♯２０へのワークＷａの搬送に際して、次のステージ♯２０の同種のワーク位置決め治具３Ａが空くことを条件に、ワーク搬入ステージ♯１０で待機している一対のフィンガー８Ａ，８ＢのうちＡ車種のワークＷａに対応するフィンガー８Ａのみを展開させ、もう一方のフィンガー８Ｂは折り畳み格納状態としたままで搬送動作に移行する。逆にワーク搬出ステージ♯４０で待機している一対のフィンガー８Ａ，８Ｂについては、該当するワーク位置締め治具５Ａ，５Ｂ上のワークＷａ，Ｗｂが搬出されて在席していないことを条件に該当する車種のフィンガー８Ａもしくは８Ｂのみを展開動作させるものとする。
【００４６】
そして、以降の各溶接ステージ♯２０，♯３０においてもワーク位置決め治具３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂに実際に在席しているワークＷａまたはＷｂに対応するフィンガー８Ａまたは８Ｂだけを展開させて、次のステージ♯３０，♯４０への搬送動作を行うものとする。こうすることにより、複数のステージ♯１０〜♯４０間で同時搬送するワークとしてＡ車種，Ｂ車種のワークＷａ，ＷｂをセットとしたもののほかにＡ車種もしくはＢ車種のワークＷａまたはＷｂが単独で混在していても、また各ステージ間♯１０〜♯４０で同時搬送するワークが全てＡ車種もしくはＢ車種の単独のワークＷａまたはＷｂであってもいわゆる前詰め生産の一形態としてそれらのワークＷａまたはＷｂを無理なく搬送することができる。
【００４７】
また、一時的にいずれか一方の車種のワークの生産を他の車種のワークよりも優先したい場合、例えばＡ車種のワークＷａの生産をＢ車種のワークＷｂの生産よりも優先したい場合にも同様に対応することが可能である。より具体的には、ワーク搬出ステージ♯４０から後工程にＡ車種のワークＷａのみが搬出されて、そのワーク搬出ステージ♯４０のほか溶接ステージ♯２０，♯３０およびワーク搬入ステージ♯１０の各ワーク位置決め治具２Ｂ…５ＢにＢ車種のワークＷｂが停滞することとなった場合であっても、ワーク搬出ステージ♯４０から後工程Ｓ２に搬出されるワークは一時的にＡ車種のワークＷａのみとなることから、ワーク搬入ステージ♯１０および溶接ステージ♯２０，♯３０で待機しているフィンガー８Ａ，８Ｂのうち次ステージの同等治具が空くことになるＡ車種のワークＷａに対応するもののみを、ワーク搬出ステージで♯４０で待機しているフィンガー８Ａ，８Ｂについてはワークが在席していない車種に該当するもののみをそれぞれ選択して展開動作させた上で、搬送アーム６の割り出し回転に基づく搬送動作に移行することで、いわゆる前詰め生産の一形態として一時的なＡ車種のワークＷａのみの生産にも対応することが可能となる。
【００４８】
さらに、設備の故障等によりワーク搬出ステージ♯４０から後工程Ｓ２へのワークＷａ，Ｗｂの搬出が一時的に不可能となって、ワーク搬出ステージ♯４０の双方のワーク位置決め治具５Ａ，５Ｂ上にそれぞれワークＷａ，Ｗｂが在席したままとなった場合でも、溶接ステージ♯２０または♯３０のいずれかのワーク位置決め治具３Ａ，４Ａまたは３Ｂ，４ＢにワークＷａまたはＷｂが在席していないことを条件に、それらの前ステージ♯１０，♯２０から該当するワークＷａまたはＷｂを搬送していわゆる前詰めすることが可能である。
【００４９】
例えば、ワーク搬出ステージ♯４０から後工程Ｓ２へのワークＷａ，Ｗｂの搬出作業を司っているハンドリングロボットＲ１の故障もしくは後工程Ｓ２でのライン停止等によりそのワーク搬出ステージ♯４０からのワークＷａ，Ｗｂの搬出が一時的に停止して、そのワーク搬出ステージ♯４０の各ワーク位置決め治具５Ａ，５Ｂ上にワークＷａ，Ｗｂが滞った場合、従来であれば搬送アーム６によるワークＷａ，Ｗｂの搬送動作や各ステージ♯１０〜♯４０での作業は全て停止することになるが、本実施の形態では特定の条件が整えばワークＷａ，Ｗｂの搬送および特定のステージでの作業は続行可能となる。
【００５０】
例えば、ワーク搬出ステージ♯４０の双方のワーク位置決め治具５Ａ，５Ｂ上にそれぞれワークＷａ，Ｗｂが在席（停滞）したままとなっている場合に、後側の溶接ステージ♯３０においてＡ車種用のワーク位置決め治具４Ａ上にワークＷａが在席しておらず、且つワーク搬入ステージ♯１０にＡ車種，Ｂ車種のワークＷａ，Ｗｂがセットで搬入されたものとする。この場合には、ワーク搬入ステージ♯１０および前側の溶接ステージ♯２０で待機している各フィンガー８Ａ，８Ｂのうち現在ワークＷａが在席しているＡ車種用のフィンガー８Ａのみをそれぞれ展開動作させて、前側の溶接ステージ♯２０から後側の溶接ステージ♯３０へ、ワーク搬入ステージ♯１０から前側の溶接ステージ♯２０へとそれぞれＡ車種のワークＷａを搬送する。こうすることにより、少なくとも双方の溶接ステージ♯２０，♯３０についてはＡ車種のワークＷａについての溶接作業を実行することができるとともに、ワーク搬入ステージ♯１０においても同じく前工程Ｓ１からＡ車種のワークＷａを受け入れることができるようになる。
【００５１】
そして、その間にワーク搬出ステージ♯４０から後工程Ｓ２へのワークＷａ，Ｗｂの搬出作業が復旧すれば直ちに通常生産に移行することができるようになり、また仮に復旧しない場合であっても設備の休止時間すなわちロスタイムを短縮できて、生産性の向上に寄与できるようになる。
【００５２】
このような後工程ラインの一時休止時における一連の動作をフローチャートとしたものを図１２に示す。
【００５３】
次に、搬送アーム６の割り出し回転時の位置精度を保証するためのシステムを図１０のほか図１３に基づいて説明する。
【００５４】
図１０に示すように、搬送アーム６はインクリメンタル型のロータリーエンコーダ４０を位置フィードバック要素にもつサーボモータ３４にて９０度ごとに割り出し回転駆動されるようになっており、同時にその実際の回転角はアブソリュート型のロータリーエンコーダ３９によって検出されるようになっている。そこで、搬送アーム６が９０度割り出し回転した後にその実際の回転角をアブソリュート型のロータリーエンコーダ３９の値にて確認し、例えば回転指令角α＝９０°としてサーボモータ３４を起動したにもかかわらずアブソリュート型のロータリーエンコーダ３９の値が９０°±Δαである場合にはその±Δαを補正データとし、この補正データをもって次回の割り出し回転時の回転指令角αを補正するものとする。
【００５５】
より詳しくは、図１３に示すように、ワークＷａ，Ｗｂの搬送に際してサーボモータ３４に割り出し回転指令としてα＝９０°の回転指令が与えられることになるが（図１３のステップＳ１，Ｓ２）、上記のようにその前の割り出し回転の際に割り出し回転誤差±Δαがあると、その割り出し回転誤差±Δαをもってα＝９０°の回転指令が補正される（ステップＳ３）。そして、この補正後の回転指令をもってサーボモータ３４が起動して（ステップＳ４）、搬送アーム６が割り出し回転することになり、この割り出し回転中における実際の回転角がアブソリュート型のロータリーエンコーダ３９にてリアルタイムで監視される（ステップＳ５）。
【００５６】
サーボモータ３４の回転停止後にアブソリュート型のロータリーエンコーダ３９の値を確認し、搬送アーム６の実際の回転角がα±０であるかα±Δαであるかどうかを判定した上で、実際の回転角がα±Δαである場合にはその±Δαの値をもって次回の割り出し回転時のデータ補正のための補正データを作成する（ステップＳ６〜Ｓ９）。
【００５７】
ここで、アブソリュート型のロータリーエンコーダ３９は９０°ごとの搬送アーム６の割り出し回転角を絶対位置方式にて監視しているので、サーボモータ３４の回転停止後の実際の値としてはα（＝９０°）×ｎ（ｎ＝１〜４）前後の数値を示すことになり、アブソリュート型のロータリーエンコーダ３９の実際の値とα×ｎの値との比較演算をシーケンサ４１にて行うことにより上記搬送アーム６の実際の回転角α±Δαが算出され、最終的には±Δαの値が次の割り出し回転時の補正データとして使用される。こうすることにより、従来のように機械的な位置決め機構を用いることなしに搬送アーム６の割り出し回転時の繰り返し位置精度が保証される。
【００５８】
なお、アブソリュート型のロータリーエンコーダ３９は搬送アーム６の割り出し回転角を絶対位置方式にて監視してはいても、絶対位置方式にて検出可能な角度範囲には自ずと限界があるので、アブソリュート型のロータリーエンコーダ３９の回転角が例えばα×ｎ＝３６０°程度となった時点でその都度ゼロリセットするものとする（ステップＳ１０〜ステップＳ１２）。ただし、上記のように搬送アーム６は９０°ごとに割り出し回転することから、アブソリュート型のロータリーエンコーダ３９の回転角が例えば９０°もしくは１８０°程度となった時点でその都度ゼロリセットするようにしてもよい。
【００５９】
この後、さらなる割り出し回転指令がある場合には上記の一連の動作を繰り返すことになり、他方、次の回転指令がない場合には搬送終了となる（ステップＳ１３，Ｓ１４）。
【００６０】
ここで、本実施の形態では合計の８台のワーク位置決め治具２Ａ，２Ｂ…５Ａ，５Ｂを用いて２車種並行生産型の４ステージ９０度割り出しタイプの搬送装置を例にとって説明したが、１車種対応で８ステージ４５度割り出しタイプの搬送装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態として回転式搬送装置を含む生産ライン全体の概略平面説明図。
【図２】図１に示す回転式搬送装置の拡大平面図。
【図３】図１の右側面説明図。
【図４】図３のフィンガーの詳細を示す拡大説明図。
【図５】図２の詳細を示す拡大図。
【図６】図５の正面説明図。
【図７】図５の要部拡大図。
【図８】図６の要部拡大図。
【図９】図７のＧ−Ｇ線に沿う矢視図。
【図１０】図３，６に示す搬送アームの回転駆動系の構成説明図。
【図１１】搬送アームによる回転搬送時のフローチャート。
【図１２】同じく前詰め生産方式とした場合のフローチャート。
【図１３】搬送アームの割り出し回転時の繰り返し位置精度を保証するためのフローチャート。
【図１４】従来の回転式搬送装置の構成説明図。
【図１５】図１４の平面説明図。
【図１６】図１４のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１…回転式搬送装置
２Ａ，２Ｂ…ワーク位置決め治具
３Ａ，３Ｂ…ワーク位置決め治具
４Ａ，４Ｂ…ワーク位置決め治具
５Ａ，５Ｂ…ワーク位置決め治具
６…搬送アーム（回転体）
８Ａ，８Ｂ…フィンガー
３４…サーボモータ
３９…ロータリーエンコーダ（アブソリュート型の回転検出器）
４０…ロータリーエンコーダ（インクリメンタル型の回転検出器）
Ｗ…ワーク
Ｗａ…Ａ車種のワーク
Ｗｂ…Ｂ車種のワーク
♯１０…ワーク搬入ステージ（作業ステージ）
♯２０…溶接ステージ（作業ステージ）
♯３０…溶接ステージ（作業ステージ）
♯４０…ワーク搬出ステージ（作業ステージ）

Claims

円形の搬送ラインに沿って設定された複数の作業ステージ間でのワークの搬送を司る搬送装置であって、
各作業ステージには、作業対象となる二つのワークの同時作業に対応するためにそれら二つのワークを個別に位置決め支持することが可能な二つのワーク位置決め治具がワーク搬送方向に沿って並設されていて、
上記搬送ラインの中心を回転中心として割り出し回転する回転体のうち各作業ステージに対応する位置には、各作業ステージのワーク位置決め治具との間でワークの受け渡しを行いながら搬送対象となる二つのワークを同時に支持することが可能な一対のフィンガーが上記作業ステージ間ピッチと同じピッチで設けられているとともに、
各フィンガーはワークの受け渡しや搬送に関与しない格納位置に折り畳み格納可能に構成されていて、
さらに上記回転体は割り出し回転可能で且つ昇降可能となっていて、回転体の上昇動作時には作業ステージのワーク位置決め治具上にあるワークをフィンガーにてワーク搬送高さ位置までリフトアップさせる一方、回転体の下降動作時にはフィンガーが支持しているワークを作業ステージのワーク位置決め治具上に移載するようになっていることを特徴とする回転式搬送装置。
同時作業および同時搬送の対象となる二つのワークはその種類が互いに異なるものであることを特徴とする請求項１に記載の回転式搬送装置。
上記回転体はインクリメンタル型回転検出器を位置フィードバック要素にもつサーボモータにて割り出し回転駆動されるようになっているとともに、回転体の実際の回転角位置がアブソリュート型回転検出器にて検出されるようになっていて、
上記アブソリュート型回転検出器の検出出力に基づき回転体の回転角誤差を算出し、この回転角誤差をもって次の割り出し回転時の回転指令値を補正するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転式搬送装置。