JP4179841B2 - ワーク位置決め方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状のワークを立て掛けた状態で第1治具から第2治具に引き渡す際のワーク位置決め方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、上記移載装置として、例えば、特許文献1に記載された構造が知られている。この従来の移載装置は、マニプレータ(移動手段)とその先端に設けられたロボットハンド(保持部)とを備え、ハンド本体に、ワークを3箇所で吸着保持する3個の吸着パッドを設けると共に、ワークを撮像するカメラとを搭載している。
【0003】
このものでは、ワークを3個の吸着パッドにより吸着した状態で取り上げ、ロボットハンドに保持する。次に、この保持状態でカメラによりワークを撮像し、撮像結果に基づいて画像処理装置でハンド本体に対するワークの前後左右への位置ずれを計測し、ワークをロボットハンドで次工程の載置台等にセットする際、計測したワークの位置ずれに合わせて載置台に対するロボットハンドの位置を補正し、載置台にワークを位置決めしている。
【0004】
【特許文献1】
特開平4−372389号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、高価な画像処理装置が必要となるため、コストが高くなると共に、画像処理の時間が必要になるため、ワークの移載にかかる時間が長くなってしまうという問題がある。また、画像処理の結果に基づくロボットハンドの位置制御が複雑化するといった問題がある。
【0006】
そこで本発明は、以上の点に鑑み、ワークを次工程の治具に短時間で正確に位置決めして引き渡すことが可能で、且つ、画像処理装置が不要で低コストのワークの位置決め方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、板状のワークを保持する保持部を備えた第1治具と、前記第1治具を移動させる移動手段と、ワークを立て掛けた状態で保持する保持部を備えた第2治具と、前記第1治具の保持部が前記第2治具に対して所定位置に位置するように前記移動手段を制御する制御手段と、を備えた移載システムにおけるワーク位置決め方法であって、前記第1治具は、板状のワークの幅方向からそれぞれ当接するワーク変位手段を備え、前記第2治具は、ワークの下端を受けてワークが幅方向に平行移動できるように先端が二股に形成されたワーク受けを備え、前記保持部でワークを保持した前記第1治具を前記移動手段によって前記第2治具まで移動させ、前記第1治具を下降させてワークの下端を前記ワーク受けに収容するとともに、ワークの上端側を前記第2治具に立て掛けて、前記第1治具の保持部によるワークの保持を解除し、前記ワーク変位手段を動作してワークを幅方向に変位させて前記第1治具に対してセンタリングし、前記第2治具の保持部でワークを保持した後、前記ワーク変位手段を退避させることを特徴とする。
【0009】
これによれば、画像処理によるワークの位置計測が不要になるので、大幅なコストダウンを図れると共に、ワークの移載を短時間で行うことができる。また、載置台側に、ワークの種類毎に対応した特別な検出手段や位置決め手段を設けなくて良いので、載置台を複数種類のワークに対応可能な汎用のものに構成しやすい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図10に示す、自動車のリヤフロアパネルから成るワークWの移載装置に本発明を適用した実施形態について説明する。
【0011】
図1を参照して、1は移載装置を示しており、この移載装置1は、ワーク搬送台車2上に平置きされたワークWを取り上げて次工程のシーリング治具(載置台)3に移載するためのものである。移載装置1は、ロボットのロボットアーム(移動手段)4の先端の手首41にハンドリング治具(保持部)5が取付けられて構成されており、ワークWを保持したハンドリング治具5をロボットアーム4で移動させることによってワークWをシーリング治具3上に移載する。なお、3aはシーリング治具3上に移載されたワークWにシーリングを施すシーリングロボットである。
【0012】
図2及び図3を参照して、移載装置1のハンドリング治具5は、ロボットアーム4の手首41に対する取付部51を固設した治具本体52を備えており、治具本体52に、ワークWの前部(図2、図3の上側)の2箇所と後部の2箇所とを吸着保持する4個の吸着パッド6、6、6、6と、ワークWの左右両側部をそれぞれ上下から挾持する2個の落下防止クランプ7、7と、ワークWに対して左右方向からそれぞれ当接する左右位置決めクランプ8、8(ワーク変位手段)と、ワークWに対して上方向から当接する上下位置決めクランプ9とを設けている。
【0013】
吸着パッド6は、移載するワークWの形状に合わせて上下方向の位置が設定されて固定されている。また、落下防止クランプ7は、図4に示すように、シリンダ7aにより揺動されてワークWの上面に当接する上クランプアーム7bと、シリンダ7cにより揺動されてワークWの下面に当接する下クランプアーム7dとを備え、上下のクランプアーム7b、7dでワークWの側部を把持するように構成されている。
【0014】
左右位置決めクランプ8は、図5に示すように、シリンダ8aにより揺動されてワークWの左右端部Waに当接するクランプアーム8bを備えている。また、上下位置決めクランプ9も、左右位置決めクランプ8と同様に、シリンダ9aにより揺動されてワークWの上端部Wbに当接するクランプアーム9bを備えている。
【0015】
図6〜図8を参照して、シーリング治具3は、治具設置面に固定される基台部10と、その基台部10に設けられた軸受け10aに支持される軸部11aを有し、基台部10対して揺動自在に設けられているワーク支持部11と、ピストンロッド12aがワーク支持部11に連結されてピストンロッド12aの出没によってワーク支持部11を揺動させるシリンダ12とを備えている。
【0016】
基台部10には、ワーク支持部11が揺動する両方向にそれぞれショックアブソーバ10b、10bが備えられており、ワーク支持部11には、ワーク支持部11が所定角度以上揺動した場合にこれらショックアブソーバ10b、10bと当接して衝撃を緩衝するための当接部11bが備えられている。
【0017】
ワーク支持部11は、軸部11aの両端から同方向に延びるアーム部11c、11cを備えており、各アーム部11c、11cには、それぞれ、側部固定用クランプ13と、1対の落下防止用クランプ14、14とが設けられている。側部固定用クランプ13は、シリンダ13aにより揺動されてワークWの上面に当接する上クランプアーム13bと、シリンダ13cにより揺動されてワークWの下面に当接する下クランプアーム13dとを備え、上下のクランプアーム13b、13dでワークWの側部を把持するように構成されている。また、落下防止用クランプは14、シリンダ14aにより揺動されてワークWの上面に当接するクランプアーム14bを備えており、これにより、ワーク支持部11がシーリングロボット3a側(図5右側)に揺動したときのワークWの落下防止を担保している。
【0018】
また、ワーク支持部11の軸部11aには、4つのワーク受け15、15、15、15と、2つの下部固定用クランプ16、16とが設けられている。ワーク受け15は、ワークWの下端を受けることができるように、先端が二股に形成されている。また、下部固定用クランプ16は、シリンダ16aにより揺動されてワークWの上面に当接する上クランプアーム16bと、シリンダ16cにより揺動されてワークWの下面に当接する下クランプアーム16dとを備え、上下のクランプアーム16b、16dでワークWの下部を把持するように構成されている。
【0019】
上記ロボットアーム4、吸着パッド6、落下防止クランプ7、左右位置決めクランプ8、上下位置決めクランプ9、シリンダ12、側部固定用クランプ13、落下防止用クランプ14、下部固定用クランプ16は、所定の制御用コンピュータ(制御手段)によって制御される。
【0020】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【0021】
ワークWの移載を行う場合、移載装置1は、まず、ワーク搬送台車2からのワークWの取り上げを行う。ワークWの取り上げに際しては、まず、ハンドリング治具5を定位置に停止されたワーク搬送台車2の上方に臨む所定の取り上げ原点位置からロボットの動作により比較的高速で下降させる。そして、所定のリミットスイッチや光学式スイッチ等(図示しない)の検出結果に基づいて、所定距離下降したところで下降を停止すると共にハンドリング治具5をラフ位置決めする。
【0022】
次に、ハンドリング治具5を再び低速で下降させ、ワークWに4つの吸着パッド6を当接させてワークWを吸着すると共に、落下防止クランプ7によりワークWの両側部を把持する。次に、ロボットアーム4の動作により、ハンドリング治具5を上昇させてワークWを取上げる。
【0023】
続いて、移載装置1は、取り上げたワークWをシーリング治具3上に移載する。ワークWのシーリング治具3への移載に際しては、まず、ロボットアーム4の動作により、ハンドリング治具5をシーリング治具3上部の、予めティーチングした所定のセット位置に移動する。次に、シーリング治具3の側部固定用クランプ13の上クランプアーム13b、落下防止用クランプ14及び下部固定用クランプ16を開状態にする。続いて、ロボットアーム4及び手首41の動作によって、ハンドリング治具5のワーク保持面をシーリング治具3のワーク載置面と平行にすると共に、ハンドリング治具5を所定下降位置まで下降させる(図9参照)。このハンドリング治具5の所定下降位置は、ワークWの左右方向中心位置がハンドリング治具5の左右方向中心位置と一致している場合に、ワークWが正確にシーリング治具3の規定位置に載置される位置に設定されており、ハンドリング治具5が所定下降位置まで下降したときにそのハンドリング治具5に保持されたワークWの下端が4つのワーク受け15に収まるようになっている。ここで、シーリング治具3の規定位置とは、シーリングロボット3aによってシーリング治具3上のワークWに対してシーリングを施す場合に最も適切なワークW位置をいう。
【0024】
ハンドリング治具5を所定下降位置まで下降させた後、ハンドリング治具5の吸着パッド6の吸着状態を解除すると共に、落下防止クランプ7を開状態にし、続いて、ハンドリング治具5の左右位置決めクランプ8、8を動作させ、ワークWをハンドリング治具5に対してセンタリングする。このとき、ワークWの下端はシーリング治具3の4つのワーク受け15に収まっており、ワークWが左右に平行移動可能となっている。
【0025】
ワークWのハンドリング治具5に対するセンタリングは、具体的には以下のようにして行われる。すなわち、左右位置決めクランプ8、8は、最大に開いた状態から、ハンドリング治具5に対して正確にセンタリングされたときのワークWの左右端部位置まで閉じられる。これにより、ワークWがハンドリング治具5に対して左右いずれか一方にずれている場合には、左右位置決めクランプ8を閉じると、ずれ方向の左右位置決めクランプ8がワークWの左右端部Waに当接し、さらに左右位置決めクランプ8が閉じられることにより、ワークWをずれ方向と反対方向に変位させ、ワークWがハンドリング治具5に対して正確にセンタリングされる。
【0026】
このワークWの左右方向のセンタリングと同時に、ハンドリング治具5の上下位置決めクランプ9も閉じられ、ワークWが上下方向にも位置決めされる。これにより、ワークWはシーリング治具3の規定位置に正確に載置される。
【0027】
このようにしてワークWの左右方向及び上下方向のハンドリング治具5に対する位置決めが終了すると、続いてシーリング治具3の上クランプアーム13b、落下防止用クランプ14及び下部固定用クランプ16を閉状態にし、ワークWがシーリング治具3に保持される。
【0028】
続いて移載装置1は、ハンドリング治具5の左右位置決めクランプ8及び上下位置決めクランプ9を開状態にし、その後、ロボットアーム4の動作により、ハンドリング治具5を上昇させてシーリング治具3から退避させる。
【0029】
なお、上記実施形態では、吸着パッド6によってワークWを保持するように構成したが、本発明のワークWの保持手段はこれに限定されるものではなく、公知のワーク保持手段、例えば、クランプやピンクランプ等で構成しても良い。
【0030】
また、上記実施形態では、ワークWがハンドリング治具5に対してセンタリングすることによりワークWをシーリング治具3の規定位置に正確に載置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シーリング治具3とハンドリング治具5との位置関係、ハンドリング治具5の形状又はワークWの形状等に応じて種々変更可能である。例えば上記実施の形態において、ハンドリング治具5をシーリング治具3に対して左にずらした位置に下降させ、左右位置決めクランプ8によってワークWをハンドリング治具5の中心から右にずらした位置に変位させて、ワークWをシーリング治具3の規定位置に正確に載置するようにしても良い。
【0031】
なお、本発明は上記実施の形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【0032】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、画像処理によるワークの位置計測が不要になるので、大幅なコストダウンを図れると共に、ワークの移載を短時間で行うことができる。また、載置台側に、ワークの種類毎に対応した特別な検出手段や位置決め手段を設けなくて良いので、載置台を複数種類のワークに対応可能な汎用のものに構成しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明移載装置によるワークの移載を説明する平面図
【図2】 ハンドリング治具の平面図
【図3】 図2の矢印III方向から見たハンドリング治具の側面図
【図4】 落下防止クランプ7の拡大側面図
【図5】 左右位置決めクランプ8の拡大側面図
【図6】 シーリング治具の側面図
【図7】 図6の矢印VII方向から見たシーリング治具の要部正面図
【図8】 図6の矢印VIII方向から見たシーリング治具の要部上面図
【図9】 所定下降位置のハンドリング治具5を説明する正面図
【図10】 ワークの平面図
【符号の説明】
W ワーク
3 シーリング治具
5 ハンドリング治具
8 左右位置決めクランプ
Claims (1)
- 板状のワークを保持する保持部を備えた第1治具と、前記第1治具を移動させる移動手段と、ワークを立て掛けた状態で保持する保持部を備えた第2治具と、前記第1治具の保持部が前記第2治具に対して所定位置に位置するように前記移動手段を制御する制御手段と、を備えた移載システムにおけるワーク位置決め方法であって、
前記第1治具は、板状のワークの幅方向からそれぞれ当接するワーク変位手段を備え、
前記第2治具は、ワークの下端を受けてワークが幅方向に平行移動できるように先端が二股に形成されたワーク受けを備え、
前記保持部でワークを保持した前記第1治具を前記移動手段によって前記第2治具まで移動させ、前記第1治具を下降させてワークの下端を前記ワーク受けに収容するとともに、ワークの上端側を前記第2治具に立て掛けて、
前記第1治具の保持部によるワークの保持を解除し、前記ワーク変位手段を動作してワークを幅方向に変位させて前記第1治具に対してセンタリングし、
前記第2治具の保持部でワークを保持した後、前記ワーク変位手段を退避させること
を特徴とするワーク位置決め方法。
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- 2002-10-11 JP JP2002298541A patent/JP4179841B2/ja not_active Expired - Lifetime
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