JP5376111B2

JP5376111B2 - Work processing system

Info

Publication number: JP5376111B2
Application number: JP2008130556A
Authority: JP
Inventors: 道雄新木; 充中島; 智樹河野
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2028-05-19
Also published as: JP2009274194A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a workpiece machining apparatus, a workpiece machining system, and a workpiece machining method, inexpensively and efficiently machining even various workpieces different in shape. SOLUTION: The workpiece machining apparatus includes a workpiece transfer device 5, a machining device for machining a workpiece, and a positioner, wherein the positioner 8 comprises a positioner body for supporting the workpiece, a first holding device for holding the workpiece transferred by the workpiece transfer device swingably mounted on the positioner body, a second holding device slidable along the positioner body, and a movement control device for moving the second holding device after the first holding device holds the workpiece. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、形状の異なる種々のワークに溶接等の加工を施すためのワーク加工システムに関する。
The present invention relates to a word over click processing system for performing processing such as welding to the various workpieces having different shapes.

溶接ロボット等の加工装置を用いてワークに加工を行う際にはワークを保持して位置や姿勢を適宜変化させるポジショナが用いられる場合がある。
例えば、特許文献１には、自動二輪車等の車体フレームを溶接加工するラインにおいて、車体フレームを搬送ロボットで保持して溶接ステーションで待機するポジショナに受け渡した後、ポジショナと溶接ロボットとを協働させて溶接加工を行う技術が開示されている。
加工装置とポジショナとを協働させて加工装置に対するワークの姿勢を最適化することにより、ワーク加工にかかる作業性が向上し、作業時間の短縮や加工精度の向上を図ることができる。
特許第３３５１７５３号公報 When processing a workpiece using a processing device such as a welding robot, a positioner that holds the workpiece and changes its position and posture as appropriate may be used.
For example, in Patent Document 1, in a line for welding a body frame of a motorcycle or the like, after the body frame is held by a transfer robot and transferred to a positioner waiting at a welding station, the positioner and the welding robot are allowed to cooperate with each other. A technique for performing welding is disclosed.
By optimizing the posture of the workpiece with respect to the machining device by cooperating the machining device and the positioner, the workability for machining the workpiece can be improved, and the working time can be shortened and the machining accuracy can be improved.
Japanese Patent No. 3351653

ところで、ワークをポジショナに十分に固定するためには、ワークとポジショナとの固定点を少なくとも２箇所設ける必要がある。このため、ワークにはポジショナに固定するための固定部（ブラケット）が少なくとも２箇所設けられている。 By the way, in order to sufficiently fix the workpiece to the positioner, it is necessary to provide at least two fixing points between the workpiece and the positioner. For this reason, the work is provided with at least two fixing portions (brackets) for fixing to the positioner.

ところが、ワークに設けられる固定部の位置は、ワークの形状等の条件に応じて適宜設計されることが一般的であるため、２箇所の固定部の位置関係や固定部の形状がワークの形状等の条件毎に異なる場合がある。
一方、工場等においては、様々な形状のワークを共通の加工ラインによって行うことが一般的である。このため、１つのポジショナによって多種類のワークの加工作業を順次行う場合には、ポジショナに取り付けるワーク固定用の固定具（クランプ部材）をワーク側の固定部の形状に応じて複数種類準備しておく必要がある。 However, since the position of the fixed portion provided on the workpiece is generally designed appropriately according to conditions such as the shape of the workpiece, the positional relationship between the two fixed portions and the shape of the fixed portion are the shape of the workpiece. It may be different for each condition.
On the other hand, in a factory or the like, it is common to perform workpieces of various shapes on a common processing line. For this reason, when processing various types of workpieces sequentially with one positioner, prepare multiple types of fixtures (clamp members) for fixing the workpiece to be attached to the positioner according to the shape of the fixed part on the workpiece side. It is necessary to keep.

このように、従来、多種類のワークに加工を行う場合、ワーク固定用の固定具を複数種類準備する必要があり、これがコスト増大の一因となっている。
また、加工するワークの種類を切り替える毎にポジショナに組み付ける固定具を交換しなければならず、作業効率の低下を引き起こしていた。特に、多種小量のワークの加工を行う工場等では、固定具の交換に起因する作業時間のロスがより顕著となりワークの生産効率が大きく低下する場合がある。
さらに、新商品などの新たな形状のワークを加工する場合にはポジショナ側の固定具までも新たに製作する必要が生じ、これもコスト増の一因となっていた。 As described above, conventionally, when processing various types of workpieces, it is necessary to prepare a plurality of types of fixtures for workpiece fixation, which contributes to an increase in cost.
In addition, each time the type of workpiece to be processed is switched, the fixture to be assembled to the positioner has to be exchanged, causing a reduction in work efficiency. In particular, in a factory or the like that processes various small amounts of workpieces, work time loss due to replacement of fixtures becomes more significant, and workpiece production efficiency may be greatly reduced.
Furthermore, when processing a workpiece having a new shape such as a new product, it is necessary to newly manufacture a fixture on the positioner side, which also contributes to an increase in cost.

本発明はこのような課題に鑑み創案されたものであり、形状の異なる種々のワークに加工を行う場合であって低コスト且つ効率良くワーク加工作業を行うことができるようにしたワーク加工システムを提供することを目的とする。
The present invention has been developed with a view to eliminating these problems, word over click processing that can be performed with low cost and efficient workpiece machining operations in the case where a processing different variety of workpiece shapes an object of the present invention is to provide a system.

上記の目的を達成するために本願発明（請求項１）は、加工前のワークを搬入するワーク搬入ラインと、前記ワーク搬入ラインにより搬入されたワークを保持して移送するワーク移送装置、前記ワークに加工を施す加工装置、及び、前記加工装置に対する前記ワークの姿勢を変更させるポジショナを有するワーク加工装置と、前記ワーク加工装置において前記加工装置と前記ポジショナとの協働により加工されたワークを搬出するワーク搬出ラインと、を有するワーク加工システムであって、前記ワーク移送装置は、設置面に対して垂直な軸を中心に旋回可能に構成されたアームを有する搬送用ロボットにより構成され、前記ワーク搬入ライン及び前記ワーク搬出ラインは、いずれも前記搬送用ロボットの作業範囲内に配置されており、前記ワーク搬入ラインと、前記ポジショナと、前記ワーク搬出ラインとが、前記搬送用ロボットの前記アームの旋回方向に沿って配置されており、前記ポジショナは、前記ワークを支持するポジショナ本体と、前記ポジショナ本体に揺動自在に取り付けられ前記ワーク移送装置により移送された前記ワークの第１保持部を保持する第１保持装置と、前記ポジショナ本体に沿ってスライド移動可能に取り付けられ、前記ワークの第２保持部を保持可能に構成される第２保持装置と、前記第１保持装置により前記ワークの前記第１保持部が保持された後、前記ワークの前記第２保持部を保持可能な状態となるように前記第２保持装置を移動させる移動制御装置と、をそなえ、前記第１保持装置の位置が前記作業範囲内に位置する、前記搬送用ロボット側の待機位置と、前記搬送用ロボットのアームが干渉しない、前記加工装置側の加工位置との間で、前記ワークを上方に保持しながら当該ワークを移送可能になっている、ことを特徴としている。
このとき、ワーク移送装置は、設置面に対して垂直な軸を中心に旋回可能に構成されたアームを有する搬送用ロボットにより構成され、ワーク搬入ライン及びワーク搬出ラインはいずれも搬送用ロボットの作業範囲内に配置されていることにより、ワーク搬入ラインにより搬入された加工前のワークの受け取りと、ワーク搬出ワインへの加工後のワークの受け渡しとを共通の搬送用ロボットで行うことができるので、ワーク加工システムをコンパクトに構築することができ、省スペース化を図ることができる。
また、ワーク搬入ラインとポジショナと、ワーク搬出ラインとが、搬送用ロボットのアームの旋回方向に沿って配置されていることにより、ワーク搬入ラインからによって多種類のワークを順次搬入してワークの加工を行う場合であっても、低コスト且つ効率良くワーク加工を行い、ワーク搬出ラインから次工程に搬出することができる。
なお、ワークとしては、例えば、自動二輪車の車体フレーム等の管状の部材が好ましい。また、加工装置としては自動二輪車のフレーム部材等に溶接を行う溶接装置が良く、ポジショナと協働して溶接加工を行う溶接用ロボットが好ましい。 The present invention in order to achieve the purpose of (claim 1) includes a workpiece carrying-in line for loading the workpiece before processing, the workpiece transfer apparatus for transferring and holding said has been carried by the workpiece carrying-in line work, before Symbol A processing device for processing a workpiece , a workpiece processing device having a positioner for changing the posture of the workpiece with respect to the processing device , and a workpiece processed in cooperation with the processing device and the positioner in the workpiece processing device. A workpiece processing system having a workpiece unloading line , wherein the workpiece transfer device includes a transfer robot having an arm configured to be pivotable about an axis perpendicular to an installation surface, Both the work carry-in line and the work carry-out line are arranged within the work range of the transfer robot, And over click the carrying-in line, and said positioner, said the work unloading lines are arranged along the turning direction of the arm of the transfer robot, the positioner includes a positioner body for supporting said workpiece, said positioner A first holding device that is swingably attached to the main body and holds the first holding portion of the workpiece transferred by the workpiece transfer device; and is slidably attached along the positioner main body; A second holding device configured to hold the holding unit, and after the first holding unit of the workpiece is held by the first holding device, the second holding unit of the workpiece is held. includes a movement controller, the moving the second holding device as the position of the first holding device is located within the working range, the transporting robot And waiting position, the arm of the transfer robot does not interfere, with the working position of the working device side, while holding the workpiece upward are enabled transport the workpiece, it is characterized in that .
At this time, the workpiece transfer device is constituted by a transfer robot having an arm configured to be pivotable about an axis perpendicular to the installation surface, and both the workpiece carry-in line and the workpiece carry-out line are work of the transfer robot. Since it is arranged within the range, it is possible to receive the workpiece before processing carried in by the workpiece carry-in line and deliver the workpiece after processing to the workpiece carry-out wine with a common transport robot, The work processing system can be constructed compactly, and space saving can be achieved.
In addition, since the workpiece carry-in line, the positioner, and the workpiece carry-out line are arranged along the turning direction of the arm of the transfer robot, various types of workpieces are sequentially loaded from the workpiece carry-in line and processed. Even if it is a case where it carries out, workpiece processing can be performed efficiently at low cost, and it can carry out to the following process from a workpiece carry-out line.
As the work, for example, a tubular member such as a body frame of a motorcycle is preferable. Further, as the processing apparatus, a welding apparatus that performs welding on a frame member or the like of a motorcycle is preferable, and a welding robot that performs welding processing in cooperation with a positioner is preferable.

また、前記第１保持装置には、前記ワークに形成された管状部の一端側に開放する前記第１保持部としての保持孔に挿入可能であるとともに、前記保持孔への挿入時に開状態とすることで前記保持孔の内側から前記ワークを保持するファスナが設けられていることが好ましい（請求項２）。
これにより、ファスナによってワークの管状部の内部から前記ワークを保持することにより、例えば、ワークを外側から把持する場合と比較してより確実にワークを保持することができる。また、ファスナの開度を調整することで、ワークの管状部の径等の寸法が変更された場合であっても共通のファスナを用いることができ、作業効率の低下を防止することができる。 Further, the first holding device can be inserted into a holding hole as the first holding portion that opens to one end side of a tubular portion formed in the workpiece, and is opened when inserted into the holding hole. It is preferable that a fastener for holding the workpiece from the inside of the holding hole is provided.
Accordingly, by holding the workpiece from the inside of the tubular portion of the workpiece by the fastener, for example, the workpiece can be more reliably held as compared with a case where the workpiece is gripped from the outside. Further, by adjusting the opening of the fastener, a common fastener can be used even when the dimensions such as the diameter of the tubular portion of the workpiece are changed, and a reduction in work efficiency can be prevented.

また、前記ワーク移送装置は、前記ワークの前記管状部の他端側に開放する移送用保持孔に挿入可能であるとともに、前記移送用保持孔への挿入時に開状態とすることで前記移送用保持孔の内側から前記ワークを保持する移送用ファスナを有していることが好ましい（請求項３）。
これにより、移送用ファスナによってワークの管状部の内部から前記ワークを保持することにより確実にワークを保持して移送することができる。
また保持孔及び移送用保持孔が共通の管状部に設けられているので、ワーク移送装置からポジショナの第１保持装置にワークを受け渡す際にワークの支持位置が変更することによるショックを低減して、ワークをより確実に受け渡すことができる。 The workpiece transfer device can be inserted into a transfer holding hole that opens to the other end side of the tubular portion of the workpiece, and is opened when inserted into the transfer holding hole. It is preferable to have a transfer fastener for holding the workpiece from the inside of the holding hole.
Accordingly, the workpiece can be reliably held and transferred by holding the workpiece from the inside of the tubular portion of the workpiece by the transfer fastener.
In addition, since the holding hole and the transfer holding hole are provided in the common tubular portion, the shock caused by changing the work support position when the work is transferred from the work transfer device to the first holding device of the positioner is reduced. Therefore, the workpiece can be delivered more reliably.

また、前記第２保持装置は、前記ポジショナの幅方向に離接移動する一対のクランプ部材と、前記クランプ部材に取り付けられ、前記ワークの前記第２保持部に穿設されたピボット孔に挿通可能なピボットピンとからなることが好ましい（請求項４）。
これにより、一対のクランプ部材がポジショナの幅方向に離接移動することにより、幅方向の寸法が異なるワークを加工する場合であっても、共通のクランプ部材を用いてワークとポジショナとを確実に固定することができる。 In addition, the second holding device can be inserted into a pair of clamp members that move away from each other in the width direction of the positioner, and a pivot hole that is attached to the clamp member and drilled in the second holding portion of the workpiece. It is preferable that it consists of a pivot pin.
As a result, the pair of clamp members move away from each other in the width direction of the positioner, so that even when processing a workpiece having different dimensions in the width direction, the workpiece and the positioner can be reliably connected using a common clamp member. Can be fixed.

また、本願発明（請求項５）は、加工前のワークを搬入するワーク搬入ラインと、加工されたワークを搬出するワーク搬出ラインと、請求項１〜４のいずれか１項に記載のワーク加工装置とを有していることを特徴としている。 Moreover, this invention (Claim 5) is a workpiece carrying-in line which carries in the workpiece | work before a process, the workpiece unloading line which carries out the processed workpiece, and the workpiece processing of any one of Claims 1-4. And a device.

また、前記ワーク移送装置は、設置面に対して垂直な軸を中心に旋回可能に構成されたアームを有する搬送用ロボットにより構成され、前記ワーク搬入ライン及び前記ワーク搬出ラインはいずれも前記搬送用ロボットの作業範囲内に配置されていることが好ましい（請求項６）。
これにより、ワーク搬入ラインにより搬入された加工前のワークの受け取りと、ワーク搬出ワインへの加工後のワークの受け渡しとを共通の搬送用ロボットで行うことができるので、ワーク加工システムをコンパクトに構築することができ、省スペース化を図ることができる。 Further, the workpiece transfer device is constituted by a transfer robot having an arm configured to be rotatable about an axis perpendicular to the installation surface, and both the workpiece carry-in line and the workpiece carry-out line are for the transfer. It is preferable that the robot is disposed within the working range of the robot.
As a result, it is possible to receive workpieces before processing carried in by the workpiece carry-in line and deliver workpieces after processing to the workpiece carry-out wine with a common transport robot, so a workpiece processing system can be built compactly. This can save space.

また、前記ワーク搬入ラインと前記ポジショナと、前記ワーク搬出ラインとが、前記搬送用ロボットの前記アームの旋回方向に沿って配置されていることが好ましい（請求項７）。
これにより、ワーク搬入ラインからによって多種類のワークを順次搬入してワークの加工を行う場合であっても、低コスト且つ効率良くワーク加工を行い、ワーク搬出ラインから次工程に搬出することができる。 Moreover, it is preferable that the said workpiece carry-in line, the said positioner, and the said workpiece carry-out line are arrange | positioned along the turning direction of the said arm of the said robot for conveyance.
Thereby, even when a variety of workpieces are sequentially carried in from the workpiece carry-in line and the workpiece is machined, the workpiece can be efficiently processed at a low cost and carried out to the next process from the workpiece carry-out line. .

また、本願発明（請求項８）は、ワークに加工を施す加工装置と、前記ワークの姿勢を変更させるポジショナとを協働させて加工を行うワーク加工方法であって、第１保持部と、前記第１保持部とは別の位置に形成された第２保持部とを有するワークを準備するワーク準備ステップと、前記ワークを移送して前記ポジショナに揺動自在に設けられた第１保持装置によって前記ワークの前記第１保持部を保持する第１保持ステップと、前記第１保持装置を揺動させるとともに、前記ポジショナ上をスライド移動可能に設けられた第２保持装置を移動させて前記第２保持部と前記第２保持装置との位置を合わせる位置調整ステップと、前記第２保持装置によって前記ワークの前記第２保持部を保持する第２保持ステップと、前記加工装置と前記ポジショナとを協働させて前記ワークに加工を行うワーク加工ステップとを有していることを特徴としている。 Further, the present invention (Claim 8) is a workpiece machining method for performing machining by cooperating a machining apparatus for machining a workpiece and a positioner for changing the posture of the workpiece, the first holding unit, A workpiece preparing step for preparing a workpiece having a second holding portion formed at a position different from the first holding portion; and a first holding device that is swingably provided on the positioner by transferring the workpiece. The first holding step of holding the first holding portion of the workpiece, and swinging the first holding device and moving the second holding device slidably moved on the positioner to move the first holding device. A position adjusting step for aligning the positions of the second holding portion and the second holding device; a second holding step for holding the second holding portion of the workpiece by the second holding device; the processing device; It is characterized in that by cooperation with the conditioner and a workpiece machining step for machining on the workpiece.

本発明によれば、ポジショナ本体に揺動自在な第１保持部でワークの１点目の固定部である第１保持部を固定（保持）することで、第１保持部の揺動と移動制御装置による第２保持装置のスライド移動とによってワークの第２保持部のポジショナに対する高さ位置とポジショナ本体に沿う方向の位置とを適宜調整することが可能となる。これにより、形状が異なる多種類のワークに加工を行う場合であっても、固定具を交換することなく、第１保持部及び第２保持部でワーク確実に固定することができる。これにより、低コスト且つ効率良くワークに加工を施すことができる。 According to the present invention, the first holding portion that is the first fixing portion of the workpiece is fixed (held) by the first holding portion that is swingable to the positioner body, whereby the first holding portion is swung and moved. By the slide movement of the second holding device by the control device, the height position of the second holding portion of the workpiece with respect to the positioner and the position in the direction along the positioner main body can be appropriately adjusted. Thereby, even when processing various types of workpieces having different shapes, the workpiece can be reliably fixed by the first holding portion and the second holding portion without replacing the fixture. Thereby, it can process to a workpiece | work efficiently at low cost.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
本実施形態は、本発明を自動二輪車等の車体フレーム（ワーク）Ｗに溶接加工を施す自動溶接システム（ワーク加工システム）に適用したものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, the present invention is applied to an automatic welding system (work processing system) for performing welding on a body frame (work) W of a motorcycle or the like.

図１〜図１０は、本発明の一実施形態にかかるワーク加工装置及びワーク加工システム並びにワーク加工方法を説明するものであって、図１はその要部の構成を模式的に示す図、図２は全体構成を模式的に示す上面図、図３（Ａ）はポジショナの模式的な側面図、図３（Ｂ）はポジショナの模式的な上面図、図３（Ｃ）は図３（Ａ）のＸ矢視図、図３（Ｄ）はポジショナの下面視を模式的に示す図、図４（Ａ）は第１保持装置の模式的な側面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＹ矢視図、図４（Ｃ）は図４（Ａ）のＺ矢視図、図５及び図６はそれぞれロボットハンドを示す模式図、図７及び図８はそれぞれ自動溶接システムの動作を示すフローチャート、図９（Ａ）〜図９（Ｆ）はいずれもワークをポジショナに固定する際の動作をしめす模式図、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）はいずれも形状の異なるワークを支持したポジショナを示す模式的な側面図である。 1 to 10 illustrate a workpiece machining apparatus, a workpiece machining system, and a workpiece machining method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of the main part. 2 is a top view schematically showing the overall configuration, FIG. 3A is a schematic side view of the positioner, FIG. 3B is a schematic top view of the positioner, and FIG. 3C is FIG. ) In FIG. 3D, FIG. 3D schematically shows a bottom view of the positioner, FIG. 4A is a schematic side view of the first holding device, and FIG. 4B is FIG. 4A is a schematic view showing a robot hand, and FIGS. 7 and 8 are diagrams of an automatic welding system, respectively. 9A to 9F are schematic diagrams showing the operation when the work is fixed to the positioner. Figure 10 (A) ~ FIG 10 (C) is a schematic side view showing a positioner supporting the workpieces of different any shape.

図２に示すように、ワーク加工システムとしての自動溶接システム１は、ワーク搬入ライン２，溶接ステーション（ワーク加工装置）３，ワーク搬出ライン４及びワーク搬送ロボット（ワーク移送装置）５により構成されている。
溶接ステーション３は３箇所設けられており、各溶接ステーション３にはそれぞれ１つのポジショナ８と各ポジショナ８の両側に設置された２台の溶接ロボット（加工装置）９とが備えられている。
また、自動溶接システム１の各装置の動作を制御するために複数のコンピュータと通信手段によってライン制御システム１００が構築されている。 As shown in FIG. 2, an automatic welding system 1 as a workpiece processing system includes a workpiece carry-in line 2, a welding station (work machining device) 3, a workpiece carry-out line 4, and a workpiece transfer robot (work transfer device) 5. Yes.
Three welding stations 3 are provided, and each welding station 3 includes one positioner 8 and two welding robots (processing devices) 9 installed on both sides of each positioner 8.
In addition, a line control system 100 is constructed by a plurality of computers and communication means in order to control the operation of each device of the automatic welding system 1.

ライン制御システム１００は、コントローラ（移動制御装置）１０１，ワークストックセンサ１０２及び搬送ロボットコントローラ１０３によって構成されており、コントローラ１０１は各溶接ステーション３毎に設けられ、ポジショナ８及び溶接ロボット９の動作を制御するようになっている。また、コントローラ１０１は、搬送ステーション３に加工前のワークＷの受け入れが可能な場合には、搬入可能信号を発信するとともに、加工処理の後に加工されたワークＷを搬出可能な場合には搬出可能信号を発信するようになっている。
ワークストックセンサ１０２はワーク搬入ライン２にワークＷが適切にストックされていることを検知してストック信号を発信するようになっている。また、搬送ロボットコントローラは、ワーク搬送ロボット５の動作を制御するようになっている。
そして、各コントローラ１０１，ワークストックセンサ１０２及び搬送ロボットコントローラ１０３は相互に通信可能に接続されている。 The line control system 100 includes a controller (movement control device) 101, a work stock sensor 102, and a transfer robot controller 103. The controller 101 is provided for each welding station 3, and controls the operation of the positioner 8 and the welding robot 9. It comes to control. In addition, the controller 101 sends a carry-in signal when the workpiece W before processing can be received to the transfer station 3, and can carry it out when the workpiece W processed after processing can be carried out. A signal is transmitted.
The work stock sensor 102 detects that the work W is properly stocked in the work carry-in line 2 and transmits a stock signal. Further, the transfer robot controller controls the operation of the work transfer robot 5.
Each controller 101, the work stock sensor 102, and the transfer robot controller 103 are connected so as to communicate with each other.

ワーク搬送ロボット５は基部がフロア（設置面）に固設され、複数の駆動軸（関節）を有するアーム６が取り付けられている。このアーム６の先端にはロボットハンド７が取り付けられている。
アーム６の最も基部側の駆動軸Ｏはフロアに対して垂直方向であり図示しないモータによって回転駆動するように構成されている。即ち、アーム６は駆動軸Ｏ中心に旋回できるようになっており、ロボットハンド７が有効に作業できる範囲であるワーク搬送ロボット５の作業範囲ＷＡが円状となるようになっている。
なお、ワーク搬入ライン２、複数の溶接ステーション３及びワーク搬出ライン４は、アーム６の旋回方向に沿って（即ち、駆動軸Ｏを中心とする仮想の円弧に沿って）配設されており、アーム６の最も基部側の駆動軸Ｏのみを駆動するだけでロボットハンド７がワーク搬入ライン２、複数の溶接ステーション３及びワーク搬出ライン４に到達できるようになっている。
ワーク搬入ライン２は、図示しない前工程で、仮溶接加工（仮付け加工）が施されたワークＷを自動溶接システム１側に搬入するとともに、加工前のワークＷを一旦待機させるようになっている。一方、ワーク搬出ライン４は、溶接加工部３において溶接加工が施された加工済のワークＷを次工程に送出するための搬送装置である。 The work transfer robot 5 has a base fixed to a floor (installation surface) and an arm 6 having a plurality of drive shafts (joints). A robot hand 7 is attached to the tip of the arm 6.
The drive shaft O on the most base side of the arm 6 is perpendicular to the floor and is configured to be rotationally driven by a motor (not shown). That is, the arm 6 can turn around the drive axis O, and the work range WA of the work transfer robot 5, which is a range in which the robot hand 7 can work effectively, is circular.
The workpiece carry-in line 2, the plurality of welding stations 3, and the workpiece carry-out line 4 are disposed along the turning direction of the arm 6 (that is, along a virtual arc centered on the drive shaft O), The robot hand 7 can reach the work carry-in line 2, the plurality of welding stations 3, and the work carry-out line 4 only by driving only the drive shaft O closest to the base of the arm 6.
The workpiece carry-in line 2 carries the workpiece W, which has been subjected to temporary welding processing (tacking processing), to the automatic welding system 1 side in a previous process (not shown) and temporarily waits for the workpiece W before processing. Yes. On the other hand, the workpiece carry-out line 4 is a conveying device for sending the processed workpiece W that has been subjected to the welding processing in the welding processing section 3 to the next process.

（要部構成）
ここで、本発明のワーク加工装置の要部をなす、ロボットハンド７及びポジショナ８の構成について説明する。
ロボットハンド７に保持されたワークＷは、ワーク搬入ライン２からポジショナ８側へと移送され、図１に示すように、ロボットハンド７からポジショナ８へと受け渡されるようになっている。 (Main part configuration)
Here, the structure of the robot hand 7 and the positioner 8 which are the principal part of the workpiece processing apparatus of this invention is demonstrated.
The workpiece W held by the robot hand 7 is transferred from the workpiece carry-in line 2 to the positioner 8 and is transferred from the robot hand 7 to the positioner 8 as shown in FIG.

また、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、ポジショナ８は、ベース部材１１,第１軸モータ１２,第２軸モータ１３,円板部材１４,ポジショナアーム１５及びステージ部材１６を備えており、これらよりワークＷを支持するポジショナ本体１０が形成されている。
ポジショナ本体１０の円板部材１４には、円板部材１４に固設されたヒンジ１４Ａを介してヘッドパイプチャック装置（第１保持装置）１７が揺動自在に取り付けされている。ヘッドパイプチャック装置１７は搬送用ロボット５の作業範囲ＷＡの径方向（即ち、ステージ部材１６の長手方向）を通る仮想面上を揺動するようになっており、ヘッドパイプチャック装置１７の揺動によって保持したワークＷとステージ部材１６との距離を調整可能となっている。
ポジショナアーム１５は、基端が円板部材１４の円状面に接合され、半径方向外側に傾斜するように延在し、先端がステージ部材１６に接合されている。なお、ポジショナアーム１５の基端とヒンジ１４Ａとは同一直径上に配置されている。
ステージ部材１６には、幅方向に長いスライダ板１９を介してピボットクランプ装置（第２保持装置）１８が取り付けられている。
なお、スライダ板１９は、直線駆動が可能なリニアアクチュエータ機構２０の駆動によりステージ部材１６の上面に沿ってステージ部材１６の長手方向にスライド移動可能に構成されている。 3A to 3D, the positioner 8 includes a base member 11, a first shaft motor 12, a second shaft motor 13, a disk member 14, a positioner arm 15, and a stage member 16. Thus, a positioner main body 10 that supports the workpiece W is formed.
A head pipe chuck device (first holding device) 17 is swingably attached to the disc member 14 of the positioner body 10 via a hinge 14A fixed to the disc member 14. The head pipe chuck device 17 swings on a virtual plane passing through the radial direction of the work range WA of the transfer robot 5 (that is, the longitudinal direction of the stage member 16). The distance between the workpiece W held by the stage member 16 and the stage member 16 can be adjusted.
The positioner arm 15 has a proximal end joined to the circular surface of the disk member 14, extends so as to incline radially outward, and a distal end joined to the stage member 16. Note that the base end of the positioner arm 15 and the hinge 14A are arranged on the same diameter.
A pivot clamp device (second holding device) 18 is attached to the stage member 16 via a slider plate 19 that is long in the width direction.
The slider plate 19 is configured to be slidable in the longitudinal direction of the stage member 16 along the upper surface of the stage member 16 by driving a linear actuator mechanism 20 capable of linear driving.

リニアアクチュエータ機構２０は、図３（Ｄ）に示すように、サーボモータ２０Ａ，スクリューシャフト２０Ｂ，スリーブ２０Ｃ，スライド部材２０Ｄによって構成されている。
サーボモータ２０Ａの駆動軸はネジ溝が切設されたスクリューシャフト２０Ｂに動力伝達可能に連結され、このスクリューシャフト２０Ｂがボール軸受けを内蔵したスリーブ２０Ｃに挿通されることにより、スクリューシャフト２０Ｂの軸周りの回転駆動が軸方向の直線駆動に変換され、スリーブ２０Ｃは直線駆動するようになっている。即ち、スクリューシャフト２０Ｂとスリーブ２０Ｃとがボールスクリューとして構成されている。
また、スライド部材２０Ｄはステージ部材１６に摺動自在に取り付けられるとともにスリーブ２０Ｃと一体に駆動するように動力伝達可能に連結されている。そして、スライド部材２０Ｄの上面にスライド板１９が取り付けられている。 As shown in FIG. 3D, the linear actuator mechanism 20 includes a servo motor 20A, a screw shaft 20B, a sleeve 20C, and a slide member 20D.
The drive shaft of the servo motor 20A is connected to a screw shaft 20B having a thread groove formed therein so that power can be transmitted. The screw shaft 20B is inserted into a sleeve 20C having a built-in ball bearing. The rotational drive is converted into axial linear drive, and the sleeve 20C is linearly driven. That is, the screw shaft 20B and the sleeve 20C are configured as a ball screw.
The slide member 20D is slidably attached to the stage member 16 and is coupled so as to be able to transmit power so as to be driven integrally with the sleeve 20C. A slide plate 19 is attached to the upper surface of the slide member 20D.

ポジショナ８は可能軸を２軸有しており、第１軸モータ１２及び第２軸モータ１３の駆動により回転駆動可能に構成されている。
そして、第１軸モータ１２及び第２軸モータ１３をそれぞれ略１８０度回転させることにより、支持するワークＷを上方に保持しながら、ベース部材１１の柱部１１Ａに対して対象な位置にワークＷを移送できるようになっている。
即ち、第１軸モータ１２及び第２軸モータ１３が駆動することによりステージ部材１６は、柱部１１Ａよりも搬送用ロボット５側の待機位置Ｍと、柱部１１Ａよりも溶接ロボット９側の加工位置Ｎとを行き来できるようになっている。
なお、待機位置Ｍでは、ポジショナ８の後述するヘッドパイプチャック装置１７の位置が作業範囲ＷＡ内に位置するようにポジショナ８が配設されている。一方、加工位置Ｎは搬送用ロボット５のアーム６及びロボットハンド７が到達可能な範囲から外れるように設定されており、加工位置Ｎではポジショナ８と搬送用ロボット５のアーム６及びロボットハンド７とが干渉しないようになっている。 The positioner 8 has two possible axes and is configured to be rotationally driven by driving the first axis motor 12 and the second axis motor 13.
Then, by rotating the first shaft motor 12 and the second shaft motor 13 approximately 180 degrees, the workpiece W is held at a target position with respect to the column portion 11A of the base member 11 while holding the workpiece W to be supported upward. Can be transported.
That is, when the first axis motor 12 and the second axis motor 13 are driven, the stage member 16 has a standby position M on the conveying robot 5 side with respect to the column part 11A and processing on the welding robot 9 side with respect to the column part 11A. It is possible to go to and from position N.
In the standby position M, the positioner 8 is disposed so that the position of the head pipe chuck device 17 (described later) of the positioner 8 is located within the work range WA. On the other hand, the processing position N is set so as to be out of the reachable range of the arm 6 and the robot hand 7 of the transfer robot 5, and at the processing position N, the positioner 8 and the arm 6 and the robot hand 7 of the transfer robot 5 Is not to interfere.

ヘッドパイプチャック装置１７は、ワークＷの１点目の固定部である第１保持部Ｈ１（図１参照）を保持するように構成されている。
即ち、ワークＷには両端が開放された円筒状（管状）の管状部Ｗｔが形成されており、この一端側の孔（保持孔）が第１保持部Ｈ１として構成されている、一方、管状部Ｗｔの他端側の孔（保持孔）は移送用保持孔Ｈ３として構成されている。また、ワークＷには、後述するピボット（ピボットピン）２７Ａを挿通可能なピボット孔が穿設された第２保持部Ｈ２が固定部として形成されている。
ヘッドパイプチャック装置１７は、図４（Ａ），図４（Ｂ）に示すように、爪部材（ファスナ）２１，エアチャック２２，支持ピン２３,支持部材２４,ブラケット２５及びエアシリンダ２６を備えている。 The head pipe chuck device 17 is configured to hold a first holding portion H1 (see FIG. 1) that is a first fixing portion of the workpiece W.
That is, the workpiece W is formed with a cylindrical (tubular) tubular portion Wt having both ends open, and a hole (holding hole) on one end side is configured as the first holding portion H1, while the tubular shape is formed. A hole (holding hole) on the other end side of the portion Wt is configured as a holding hole H3 for transfer. Further, the work W is formed with a second holding portion H2 having a pivot hole through which a later-described pivot (pivot pin) 27A can be inserted as a fixed portion.
4A and 4B, the head pipe chuck device 17 includes a claw member (fastener) 21, an air chuck 22, a support pin 23, a support member 24, a bracket 25, and an air cylinder 26. ing.

爪部材２１はエアチャック２２に取り付けられており、エアチャック２２は、ブラケット２５に取り付けられている。そして、ブラケット２５は支持ピン２３によって両端部２５Ａ,２５Ｂを支持部材２４に対して揺動可能に取り付けられ各両端部２５Ａ,２５Ｂを接続する連結部２５Ｃが形成されている。ブラケット２５の連結部２５Ｃの幅方向中央部には、エアシリンダ２６のロッド２６Ａの先端が連結部２５Ｃに回転自在に接続されている。
即ち、エアシリンダ２６のロッド２６Ａを伸縮させることにより、エアチャック２２及び爪部材２１が支持ピン２３を軸として揺動するように構成されている。 The claw member 21 is attached to an air chuck 22, and the air chuck 22 is attached to a bracket 25. The bracket 25 has both end portions 25A and 25B attached to the support member 24 by a support pin 23 so as to be swingable, and a connecting portion 25C for connecting the both end portions 25A and 25B is formed. The tip of the rod 26A of the air cylinder 26 is rotatably connected to the connecting portion 25C at the center in the width direction of the connecting portion 25C of the bracket 25.
That is, the air chuck 22 and the claw member 21 are configured to swing around the support pin 23 by extending and contracting the rod 26A of the air cylinder 26.

また爪部材２１は、図４（Ｃ）に示すように、３つの爪２１Ａが同一円弧に沿って略等間隔に配設されており、エアチャック２２の作用により、各爪２１Ａが半径方向に拡縮移動するようになっている。以下、３つの爪２１Ａが拡径している状態を開状態といい、３つの爪２１Ａが拡径している状態を閉状態という。 In the claw member 21, as shown in FIG. 4C, three claws 21A are arranged at substantially equal intervals along the same arc, and each claw 21A is moved in the radial direction by the action of the air chuck 22. It is designed to move up and down. Hereinafter, the state where the three claws 21A are expanded in diameter is referred to as an open state, and the state where the three claws 21A are expanded in diameter is referred to as a closed state.

ピボットクランプ装置１８は、一対のクランプ部材２７,２７と、各クランプ部材２７,２７を幅方向に移動させるエアシリンダ２８とを備えている。
各クランプ部材２７,２７には互いの幅方向内側にそれぞれにピボット２７Ａ，２７Ａが突出している。
各クランプ部材２７,２７はそれぞれステージ部材１６の長手方向と直交する方向にスライダ板１９の上面をスライド移動可能に取り付けられており、エアシリンダ２８のロッド２８Ａの伸縮に応じてそれぞれ反対方向に移動して互いに離接移動するように構成されている。 The pivot clamp device 18 includes a pair of clamp members 27 and 27 and an air cylinder 28 that moves the clamp members 27 and 27 in the width direction.
Pivots 27A and 27A protrude from the clamp members 27 and 27 inward in the width direction of the clamp members 27 and 27, respectively.
The clamp members 27 and 27 are slidably mounted on the upper surface of the slider plate 19 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the stage member 16, and move in opposite directions according to the expansion and contraction of the rod 28A of the air cylinder 28. Thus, they are configured to move away from each other.

一方、図１に示すようにロボットハンド７にはワークＷの１点目の支持点である移送用保持孔Ｈ３を保持する上部ハンド２９Ａ，２９Ｂと、ワークＷの２点目の固定部である支持部Ｈ４を保持する下部ハンド３０Ａ，３０Ｂとが設けられている。
ここでは、上部ハンド２９Ａと下部ハンド３０Ａとが対応してワークＷを保持するための保持部となり、上部ハンド２９Ｂと下部ハンド３０Ｂとが対応してワークＷを保持するための保持部となるようになっている。この各保持部は互いに面対象な位置に配設されており、ロボットハンド７のアーム延在方向の駆動軸が回転されることによりワークＷの保持に使用する各保持部を切り替え可能となっている。
なお、各保持部は、保持するワークＷの形状等に応じたサイズに形成されており、ワークＷの移送に使用する各保持部材（上部ハンド及び下部ハンド）を切り替えることにより、多種類のワークを最適に保持できるようになっている。 On the other hand, as shown in FIG. 1, the robot hand 7 includes upper hands 29 A and 29 B that hold a transfer holding hole H 3 that is a first support point of the workpiece W, and a second fixing portion of the workpiece W. Lower hands 30A and 30B for holding the support H4 are provided.
Here, the upper hand 29A and the lower hand 30A correspond to a holding unit for holding the workpiece W, and the upper hand 29B and the lower hand 30B correspond to a holding unit for holding the workpiece W. It has become. These holding parts are arranged at positions that are plane targets of each other, and the holding parts used for holding the workpiece W can be switched by rotating the drive shaft in the arm extending direction of the robot hand 7. Yes.
Each holding part is formed in a size corresponding to the shape or the like of the workpiece W to be held. By switching each holding member (upper hand and lower hand) used for transferring the workpiece W, various types of workpieces can be obtained. Can be held optimally.

図５に示すように、上部ハンド２９Ａは、爪部材（移送用ファスナ）３１，エアチャック３２，支持ピン３３,支持部材３４,ブラケット３５及びエアシリンダ３６を備えている。
爪部材３１はエアチャック３２に取り付けられており、エアチャック３２は、ブラケット３５に取り付けられている。ブラケット３５には、エアシリンダ３６のロッド回転可能に接続され、エアシリンダ３６のロッドを伸縮させることにより、エアチャック３２及び爪部材３１が支持ピン３３を中心軸として揺動するようになっている。
また、爪部材３１は、３つの爪３１Ａが仮想の同一円弧上に等間隔に配設されており、エアチャック３２の作用により、各爪３１Ａが半径方向に拡縮移動することで開状態と閉状態とを切り替え可能に構成されている。 As shown in FIG. 5, the upper hand 29 A includes a claw member (transfer fastener) 31, an air chuck 32, a support pin 33, a support member 34, a bracket 35, and an air cylinder 36.
The claw member 31 is attached to an air chuck 32, and the air chuck 32 is attached to a bracket 35. The rod 35 of the air cylinder 36 is connected to the bracket 35 so that the rod of the air cylinder 36 can rotate. By extending and contracting the rod of the air cylinder 36, the air chuck 32 and the claw member 31 swing around the support pin 33. .
Further, the claw member 31 has three claws 31A arranged at equal intervals on a virtual same arc, and each claw 31A expands and contracts in the radial direction by the action of the air chuck 32 so that the claw member 31 is opened and closed. The state can be switched.

一方、下部ハンド３０Ａは、図６に示すように、一対の把持部材３７,３７及び一対のエアシリンダ３８,３８を備えている。
把持部材３７はそれぞれ対応するエアシリンダ３８，３８のロッド３８Ａ，３８Ａと接続されており、ロッド３８Ａ，３８Ａの伸縮に応じて幅方向（ワークＷを掴み離しする方向）に移動するようになっている。
また、図５に示すように、把持部材３７,３７及びエアシリンダ３８,３８は、それぞれ、ハンド構造材３９の延在方向に沿って、スライド移動可能に取り付けられており、リニアアクチュエータ４０によってハンド構造材３９の延在方向（上部ハンドと下部ハンドとを結ぶ方向）に直線駆動できるようになっている。 On the other hand, the lower hand 30A includes a pair of gripping members 37, 37 and a pair of air cylinders 38, 38 as shown in FIG.
The gripping member 37 is connected to the rods 38A and 38A of the corresponding air cylinders 38 and 38, respectively, and moves in the width direction (direction in which the workpiece W is gripped and separated) according to the expansion and contraction of the rods 38A and 38A. Yes.
In addition, as shown in FIG. 5, the gripping members 37, 37 and the air cylinders 38, 38 are attached so as to be slidable along the extending direction of the hand structural member 39, and the hand is moved by the linear actuator 40. The structure material 39 can be linearly driven in the extending direction (the direction connecting the upper hand and the lower hand).

本発明の一実施形態にかかるワーク加工装置及びワーク加工システムはこのように構成されているので、図７のフローチャートに沿ってワークＷの溶接加工が実行される。なお、フローチャート上の判定は制御システム１００を構成するコンピュータの内のいずれかによってなされる。
まず、ステップＳ１００では、加工前のワークＷを溶接ステーション３に供給するのか否かが判定される。即ち、加工前のワークＷを溶接ステーション３に供給するのか、加工完了したワークＷを溶接ステーション３からワーク搬出ライン４へと移送するのかが判断される。
制御システム１００では、各コントローラ１０１から発信される搬入可能信号及び搬出可能信号によって判断され、最先に発信された信号（即ち、最も過去に発信された信号）が搬入可能信号である場合にはステップＳ１１０に進み、搬出可能信号である場合にはステップＳ１９０へ進む。
ステップＳ１１０では、ワークストックセンサ１０２からストック信号が発信されているか否かが判定される。 Since the workpiece machining apparatus and workpiece machining system according to an embodiment of the present invention are configured as described above, the workpiece W is welded along the flowchart of FIG. Note that the determination on the flowchart is made by one of the computers constituting the control system 100.
First, in step S100, it is determined whether or not the workpiece W before processing is supplied to the welding station 3. That is, it is determined whether the workpiece W before processing is supplied to the welding station 3 or whether the workpiece W after processing is transferred from the welding station 3 to the workpiece unloading line 4.
In the control system 100, when a signal that can be carried out and a signal that can be carried out that are transmitted from each controller 101 are determined, and the signal that is transmitted first (that is, the signal that has been transmitted in the past in the past) is a signal that can be carried in. The process proceeds to step S110, and if it is a carry-out possible signal, the process proceeds to step S190.
In step S110, it is determined whether or not a stock signal is transmitted from the work stock sensor 102.

ステップＳ１２０では、３つの溶接ステーション３のうち、ステップＳ１００において最先に搬入可能信号が発信されたコントローラ１０１に対応する溶接ステーション３がどれかが識別される。
そして、ステップＳ１３０では、ワーク受け渡しルーチンが実行され、図８に示す手順で、ワーク搬入ライン２からポジショナ本体１０側へと加工前のワークＷが受け渡される。
即ち、ステップＴ１００では、搬送用ロボット５のアーム６が軸Ｏを中心にワーク搬入ライン２側に旋回駆動され、図９（Ａ）に示すように、ロボットハンド７がストッカ２Ａに待機するワークＷの近傍に配置される。なお、このときには既に、ワーク搬入ライン２のストッカ２Ａには第１保持部と第２保持部とが設けられたワークＷが準備されている（ワーク準備ステップ）。 In step S120, among the three welding stations 3, which welding station 3 corresponds to the controller 101 to which the carry-in enable signal is transmitted first in step S100 is identified.
In step S130, a workpiece transfer routine is executed, and the workpiece W before processing is transferred from the workpiece carry-in line 2 to the positioner body 10 side in the procedure shown in FIG.
That is, in step T100, the arm 6 of the transfer robot 5 is pivotally driven around the axis O toward the workpiece carry-in line 2, and the robot hand 7 waits on the stocker 2A as shown in FIG. 9A. It is arranged in the vicinity of At this time, the work W provided with the first holding part and the second holding part is already prepared in the stocker 2A of the work carry-in line 2 (work preparation step).

そして、ステップＴ１１０では、図９（Ｂ）に示すように、上部ハンド２９Ａの爪部材３１が移送用保持孔Ｈ３に上方から挿入され、その状態で爪部材３１が開状態とされて各爪３１Ａが管状部Ｗｔの内側に当接して爪部材３１が移送用保持孔Ｈ３から脱落しないように保持される。
ステップＴ１２０では、図９（Ｃ）に示すように、アーム６の移動によりロボットハンド７が上部ハンド２９Ａの支持ピン３３の軸を中心に回転されて下部ハンド３０Ａの把持部材３７，３７がワークＷの支持点Ｈ４を把持できる位置まで移動される。これにあわせて、各エアシリンダ３８，３８が駆動して各ロッド３８Ａに連結された把持部材３７，３７の間隔が調整され、把持部材３７，３７に支持点Ｈ４が挟まれる。これによってワークＷが２点で搬送用ロボット５に保持される。 In step T110, as shown in FIG. 9B, the claw member 31 of the upper hand 29A is inserted into the transfer holding hole H3 from above, and in this state, the claw member 31 is opened to open each claw 31A. Is held in contact with the inside of the tubular portion Wt so that the claw member 31 does not fall out of the holding hole H3 for transfer.
At step T120, as shown in FIG. 9C, the robot hand 7 is rotated around the axis of the support pin 33 of the upper hand 29A by the movement of the arm 6, and the gripping members 37, 37 of the lower hand 30A are moved to the workpiece W. Is moved to a position where the support point H4 can be gripped. In accordance with this, the air cylinders 38, 38 are driven to adjust the distance between the grip members 37, 37 connected to the rods 38A, and the support points H4 are sandwiched between the grip members 37, 37. As a result, the workpiece W is held by the transfer robot 5 at two points.

ステップＴ１３０では、搬送用ロボット５のアーム６が旋回して、ステップＳ１２０で判定した溶接ステーション３近傍にワークＷを移送する。
ステップＴ１４０では、図９（Ｄ）に示すように、アーム６が移動されてパイプチャック装置１７の爪部材２１がワークＷの第１保持部Ｈ１に下方から挿入される。そして、ステップＴ１５０ではエアチャック２２が作動されて各爪２１Ａが開状態とされ、ワークＷの管状部Ｗｔの内壁に各爪２１Ａが当接され、ワークＷの第１保持部Ｈ１がパイプチャック装置１７に保持される（第１保持ステップ）。 In step T130, the arm 6 of the transfer robot 5 turns to transfer the workpiece W to the vicinity of the welding station 3 determined in step S120.
In step T140, as shown in FIG. 9D, the arm 6 is moved and the claw member 21 of the pipe chuck device 17 is inserted into the first holding portion H1 of the workpiece W from below. In step T150, the air chuck 22 is actuated to open each claw 21A, the claw 21A is brought into contact with the inner wall of the tubular portion Wt of the workpiece W, and the first holding portion H1 of the workpiece W is connected to the pipe chuck device. 17 (first holding step).

ステップＴ１６０では、図９（Ｅ）に示すようにエアシリンダ２６のロッド２６Ａが伸長されてエアチャック２２及び爪部材２１が支持ピン２３を支点に回転される。そして、ワークＷの第２保持部Ｈ２のステージ１６に対する高さ位置が、ピボットクランプ装置１８のピボット２７Ａの高さ位置と等しくなるように位置決めされる（位置調整ステップ）。 In step T160, as shown in FIG. 9E, the rod 26A of the air cylinder 26 is extended, and the air chuck 22 and the claw member 21 are rotated with the support pin 23 as a fulcrum. Then, the height position of the work W with respect to the stage 16 of the second holding portion H2 is positioned so as to be equal to the height position of the pivot 27A of the pivot clamp device 18 (position adjustment step).

ステップＴ１７０では、ピボットクランプ装置１８のリニアアクチュエータ２０が駆動され、クランプ部材２７をステージ１６の長手方向に移動されることにより、ワークＷの第２保持部Ｈ２とピボット２７Ａとのステージ部材１６の長手方向の位置（水平位置）が一致するように調整される（位置調整ステップ）。
そして、エアシリンダ２８が駆動することにより、クランプ部材２７，２７が互いに接近して第２保持部Ｈ２の両側からピボット２７Ａ，２７Ａがピボット孔に挿通される。これにより、ワークＷとポジショナ本体１０とが２点で固定され、ポジショナ本体１０によりワークＷが支持される（第２保持ステップ）。 In Step T170, the linear actuator 20 of the pivot clamp device 18 is driven, and the clamp member 27 is moved in the longitudinal direction of the stage 16, whereby the longitudinal direction of the stage member 16 between the second holding portion H2 of the workpiece W and the pivot 27A. Adjustment is made so that the direction position (horizontal position) matches (position adjustment step).
When the air cylinder 28 is driven, the clamp members 27 and 27 approach each other, and the pivots 27A and 27A are inserted into the pivot holes from both sides of the second holding portion H2. As a result, the workpiece W and the positioner body 10 are fixed at two points, and the workpiece W is supported by the positioner body 10 (second holding step).

ステップＴ１８０では、ロボットハンド７の下部ハンド３０Ａによる支持点Ｈ４の把持が解除され、続いて、上部ハンド２９Ａのエアチャック３２が解除されて爪部材３１が閉状態とされる。これにより、図９（Ｆ）に示すように、ワークＷのロボットハンド７による保持が解除され、搬送用ロボット５のアーム６が旋回されてアーム６は、周囲の装置と干渉しない待機位置に移動されてワーク受け渡しルーチンが終了される。 In step T180, the gripping of the support point H4 by the lower hand 30A of the robot hand 7 is released, and then the air chuck 32 of the upper hand 29A is released and the claw member 31 is closed. As a result, as shown in FIG. 9F, the holding of the workpiece W by the robot hand 7 is released, the arm 6 of the transfer robot 5 is turned, and the arm 6 moves to a standby position where it does not interfere with surrounding devices. Then, the workpiece transfer routine is completed.

ワーク受け渡しルーチンが終了すると、ステップＳ１４０では、ワークＷを支持した状態で、ポジショナ８の第１軸モータ１２と第２軸モータ１３とがともに略１８０度駆動され、ステージ部材１６上のワークＷを常時上方に支持したまま、待機位置Ｍから加工位置ＮへとワークＷが移送される。
そして、ステップＳ１５０では、溶接ロボット９によりステージ部材１６の両側からワークＷに本溶接が実施される（ワーク加工ステップ）。溶接加工を行う際には、溶接ロボット９の各関節駆動モータとポジショナ８の第１軸モータ１２及び第２軸モータ１３とがコントローラ１０１により適宜制御され、ポジショナ８によって溶接箇所に応じてワークＷの姿勢が適切に設定される。これにより、溶接加工の作業効率及び溶接品質が向上する。 When the workpiece transfer routine ends, in step S140, the first shaft motor 12 and the second shaft motor 13 of the positioner 8 are both driven approximately 180 degrees in a state where the workpiece W is supported, and the workpiece W on the stage member 16 is moved. The workpiece W is transferred from the standby position M to the machining position N while being always supported upward.
In step S150, the welding robot 9 performs main welding on the workpiece W from both sides of the stage member 16 (work machining step). When performing the welding process, each joint drive motor of the welding robot 9 and the first axis motor 12 and the second axis motor 13 of the positioner 8 are appropriately controlled by the controller 101, and the workpiece W is moved by the positioner 8 according to the welding location. Is set appropriately. Thereby, the work efficiency and welding quality of a welding process improve.

ステップＳ１５０において溶接加工が終了し、溶接ロボット９のアームがワークＷ及びポジショナ８と干渉しない位置に退避すると、ステップＳ１６０では、ポジショナ８の第１軸モータ１２と第２軸モータ１３とがともに略１８０度駆動され、ステージ部材１６上のワークＷを常時上方に支持したまま、加工位置Ｎから待機位置ＭへとワークＷが移送される。そしてステップＳ１７０では、コントローラ１０１から搬出可能信号が発信され、再びステップＳ１００が実行される。 When the welding process is completed in step S150 and the arm of the welding robot 9 is retracted to a position where it does not interfere with the workpiece W and the positioner 8, both the first axis motor 12 and the second axis motor 13 of the positioner 8 are substantially omitted in step S160. Driven 180 degrees, the workpiece W is transferred from the machining position N to the standby position M while the workpiece W on the stage member 16 is always supported upward. In step S170, a carry-out enable signal is transmitted from the controller 101, and step S100 is executed again.

一方、ステップＳ１００において最先に発信された信号搬出可能信号であると判定された場合にはステップＳ１８０へ進む。ステップＳ１８０では、３つの溶接ステーション３のうち、ステップＳ１００において最先に搬出可能信号が発信された溶接ステーション３がどれかが識別される。
ステップＳ１９０では、搬送用ロボット５のアーム６を旋回駆動され、ステップＳ１８０で判定された対象の溶接ステーション３の近傍へ移動される。そして、ポジショナ本体１０に支持されているワークＷをロボットアーム７に保持した後にポジショナ本体１０とワークＷとの固定が解除される。 On the other hand, if it is determined in step S100 that the signal can be carried out first, the process proceeds to step S180. In step S180, which of the three welding stations 3 is the welding station 3 to which the unloadable signal is transmitted first in step S100 is identified.
In step S190, the arm 6 of the transfer robot 5 is driven to turn and is moved to the vicinity of the target welding station 3 determined in step S180. Then, after the work W supported by the positioner body 10 is held by the robot arm 7, the fixation between the positioner body 10 and the work W is released.

ステップＳ２００では、ロボットアーム７で保持した加工済のワークＷがワーク搬出ライン４側に搬送されてワーク搬出ライン４上に載置される。そして、ロボットアーム７によるワークＷの保持が解除されてワークＷは次工程に搬送される。
ステップＳ２１０では、搬送用ロボット５のアーム６が旋回されてアーム６は、周囲の装置と干渉しない待機位置に移動される。また、対象の溶接ステーション３のコントローラ１０１から搬入可能信号が発信される。そして、ステップＳ２１０が完了すると再びステップＳ１００が実行される。 In step S 200, the processed workpiece W held by the robot arm 7 is conveyed to the workpiece unloading line 4 side and placed on the workpiece unloading line 4. And the holding | maintenance of the workpiece | work W by the robot arm 7 is cancelled | released, and the workpiece | work W is conveyed to the following process.
In step S210, the arm 6 of the transfer robot 5 is turned and the arm 6 is moved to a standby position where it does not interfere with surrounding devices. Further, a carry-in possible signal is transmitted from the controller 101 of the target welding station 3. When step S210 is completed, step S100 is executed again.

このように、本発明のワーク加工装置及びワーク加工システムによれば、ワークＷをポジショナ８に固定する際にまず、ヘッドパイプチャック装置１７と第１保持部Ｈ１とが固定された後でヘッドパイプチャック１７のエアシリンダ２６を制御することにより、ワークＷの第２保持部Ｈ２とピボットクランプ装置１８のピボット２７Ａとの高さ方向（即ち、クランプ部材１７のステージ部材１６の平面対して直交する方向）の位置を調整することができる。
そして、高さ方向の位置調整の後に、リニアアクチュエータ２０を制御することにより、ワークＷの第２保持部Ｈ２とピボットクランプ装置１８のピボット２７Ａとのステージ部材１６の長手方向の位置を調整することができる。 Thus, according to the workpiece machining apparatus and workpiece machining system of the present invention, when the workpiece W is fixed to the positioner 8, the head pipe chuck device 17 and the first holding portion H1 are first fixed and then the head pipe. By controlling the air cylinder 26 of the chuck 17, the height direction between the second holding portion H 2 of the workpiece W and the pivot 27 A of the pivot clamp device 18 (ie, the direction orthogonal to the plane of the stage member 16 of the clamp member 17). ) Position can be adjusted.
Then, after the position adjustment in the height direction, the longitudinal position of the stage member 16 between the second holding portion H2 of the workpiece W and the pivot 27A of the pivot clamp device 18 is adjusted by controlling the linear actuator 20. Can do.

これにより、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示すように、第１保持部Ｈ１及び第２保持部Ｈ２の位置関係が異なるワークＷ１〜Ｗ３にそれぞれ加工を行う場合であっても、ポジショナ８側の固定具を交換することなく、２箇所でワークＷをポジショナ８に確実に固定することができる。つまり、ポジショナ８側に複数の固定具を準備する必要がないため、多種類のワークを加工する場合であっても、低コスト且つ効率良くワーク加工を行うことができる。 Thereby, as shown to FIG. 10 (A)-FIG.10 (C), even when it is a case where it processes each to the workpiece | work W1-W3 from which the positional relationship of the 1st holding | maintenance part H1 and the 2nd holding | maintenance part H2 differs, The workpiece W can be reliably fixed to the positioner 8 at two locations without exchanging the fixture on the positioner 8 side. That is, since it is not necessary to prepare a plurality of fixtures on the positioner 8 side, the workpiece can be processed at low cost and efficiently even when processing various types of workpieces.

また、３つの爪２１Ａを有する爪部材２１によってワークＷの管状部Ｗｔの内壁に当接してワークＷを保持することにより、ワークＷを外側から把持する場合と比較してより確実にワークを保持することができる。
重力方向下方から爪部材２１を第１保持部Ｈ１に挿入してワークＷを保持するので、エアチャック２２によるワークＷの保持が誤って解除された場合でもワークＷの落下等を防止することができる。 Further, by holding the work W by contacting the inner wall of the tubular portion Wt of the work W by the claw member 21 having the three claws 21A, the work can be held more reliably than when the work W is gripped from the outside. can do.
Since the claw member 21 is inserted into the first holding portion H1 from below in the direction of gravity to hold the workpiece W, even if the holding of the workpiece W by the air chuck 22 is erroneously released, it is possible to prevent the workpiece W from dropping or the like. it can.

さらに、ワークＷの管状部ＷＴの径寸法が異なっていても爪部材２１の開き度合いで調整されるので、ワークＷの第１保持部Ｈ１に爪部材２１が挿入可能であれば十分にワークＷを保持することができ、異なる種類のワークＷを固定する場合であっても共通のヘッドパイプチャック１７を用いることができる。
また、第１保持部Ｈ１及び移送用保持孔Ｈ３が共通の管状部ＷＴに設けられているので、ロボットハンド７からポジショナ８のヘッドパイプチャック装置１７にワークＷを受け渡す際に、受け渡しにかかるショックを低減することができる。
また、各ポジショナ８がワークＷを待機位置Ｍで受け取った後に、ワークＷを支持しているステージ部材１６を搬送用ロボット５の可到範囲外に存在する加工位置Ｎに移動させてから溶接ロボット９による溶接加工を行うようにしているので、搬送用ロボット５の作業範囲ＷＡ内にポジショナ８はより多く設置することができる。 Further, even if the diameter of the tubular portion WT of the workpiece W is different, the adjustment is made by the degree of opening of the claw member 21. Therefore, if the claw member 21 can be inserted into the first holding portion H1 of the workpiece W, the workpiece W is sufficient. Even when different types of workpieces W are fixed, a common head pipe chuck 17 can be used.
Further, since the first holding portion H1 and the transfer holding hole H3 are provided in the common tubular portion WT, when the workpiece W is transferred from the robot hand 7 to the head pipe chuck device 17 of the positioner 8, the transfer is performed. Shock can be reduced.
In addition, after each positioner 8 receives the workpiece W at the standby position M, the stage robot 16 supporting the workpiece W is moved to the machining position N existing outside the reachable range of the transfer robot 5 and then the welding robot. Since the welding process according to 9 is performed, more positioners 8 can be installed in the work range WA of the transfer robot 5.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
実施形態では、加工装置として溶接ロボットを用いた例について説明したが、溶接加工に限らず、塗装、組み立て等の種々の加工用途に本発明を適用可能である。また、溶接加工の場合、溶接方式についても適宜選択可能である。
また、実施形態では、ワーク加工装置としての溶接ステーションが３箇所配設されているがワーク加工装置は少なくとも１箇所設けられていればよい。また、溶接ロボットがポジショナの両側に配置されているが、溶接ロボットはポジショナに対して１台でもよい。
また、ワーク移送装置についても実施形態のものに限定されず、ワークを搬送しうる構成であればどのように構成してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the embodiment, an example in which a welding robot is used as a processing apparatus has been described. However, the present invention is not limited to welding processing and can be applied to various processing uses such as painting and assembly. In the case of welding, a welding method can be selected as appropriate.
Further, in the embodiment, three welding stations as work processing apparatuses are provided, but it is sufficient that at least one work processing apparatus is provided. Further, although the welding robot is disposed on both sides of the positioner, one welding robot may be provided for the positioner.
Also, the workpiece transfer device is not limited to that of the embodiment, and any configuration may be used as long as the workpiece can be transferred.

本発明の一実施形態を説明するものであり、その要部の構成を模式的に示すである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and schematically shows a configuration of a main part thereof. 本発明の一実施形態を説明するものであり、全体構成を模式的に示す上面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a top view schematically illustrating an entire configuration for explaining an embodiment of the present invention. いずれも本発明の一実施形態を説明するものであり、（Ａ）はポジショナの模式的な側面図、（Ｂ）はポジショナの模式的な上面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ矢視図、（Ｄ）はポジショナの下面視を模式的に示す図である。Both illustrate one embodiment of the present invention, (A) is a schematic side view of the positioner, (B) is a schematic top view of the positioner, and (C) is a view in the X direction of (A). FIG. 4D is a diagram schematically showing a bottom view of the positioner. いずれも本発明の一実施形態を説明するものであり、（Ａ）は第１保持装置の模式的な側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ矢視図、（Ｃ）は（Ａ）のＺ矢視図である。Both illustrate one embodiment of the present invention, (A) is a schematic side view of the first holding device, (B) is a view taken in the direction of arrow Y of (A), and (C) is (A). FIG. 本発明の一実施形態を説明するものであり、ロボットハンドを示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a robot hand for explaining an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態を説明するものであり、ロボットハンドを示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a robot hand for explaining an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態を説明するものであり、自動溶接システムの動作を示すフローチャートである。1 is a flowchart illustrating an operation of an automatic welding system, illustrating an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態を説明するものであり、自動溶接システムの動作を示すフローチャートである。1 is a flowchart illustrating an operation of an automatic welding system, illustrating an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態を説明するものであり、（Ａ）〜（Ｆ）はいずれもワークをポジショナに固定する際の動作をしめす模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 illustrates an embodiment of the present invention, and (A) to (F) are schematic views illustrating an operation when a workpiece is fixed to a positioner. 本発明の一実施形態を説明するものであり、（Ａ）〜（Ｃ）はいずれも形状の異なるワークを支持したポジショナを示す模式的な側面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 illustrates an embodiment of the present invention, and (A) to (C) are schematic side views showing a positioner that supports workpieces having different shapes.

Explanation of symbols

１自動溶接システム
２ワーク搬入ライン
２Ａストッカ
３溶接ステーション
４ワーク搬出ライン
５搬送用ロボット（移送装置）
６アーム
７ロボットハンド
８ポジショナ
９溶接ロボット（加工装置）
１０ポジショナ本体
１１ベース部材
１１Ａ柱部
１２第１軸モータ
１３第２軸モータ
１４円板部材１４
１５ポジショナアーム
１６ステージ部材
１７ヘッドパイプチャック装置（第１保持装置）
１８ピボットクランプ装置（第２保持装置）
１９スライダ板１８
２０リニアアクチュエータ
２０Ａサーボモータ
２０Ｂスクリューシャフト
２０Ｃスリーブ
２０Ｄスライド部材
２１爪部材（ファスナ）
２２エアチャック
２３支持ピン
２４支持部材
２５ブラケット
２６エアシリンダ
２７クランプ部材
２７Ａピボット（ピボットピン）
２８エアシリンダ
２８Ａロッド
２９Ａ，２９Ｂ上部ハンド
３０Ａ，３０Ｂ下部ハンド
３１爪部材（移送用ファスナ）
３１Ａ爪
３２エアチャック
３３支持ピン
３４支持部材
３５ブラケット
３５Ａ,３５Ｂブラケットの端部
３５Ｃ連結部
３６エアシリンダ
３７把持部材
３８エアシリンダ３８,３８
３８Ａロッド
３９ハンド構造材
４０リニアアクチュエータ
Ｈ１第１保持部
Ｈ２代２保持部
Ｈ３移送用保持孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic welding system 2 Work carry-in line 2A Stocker 3 Welding station 4 Work carry-out line 5 Transfer robot (transfer device)
6 Arm 7 Robot hand 8 Positioner 9 Welding robot (processing equipment)
10 Positioner body 11 Base member 11A Column 12 First axis motor 13 Second axis motor 14 Disc member 14
15 Positioner arm 16 Stage member 17 Head pipe chuck device (first holding device)
18 Pivot clamp device (second holding device)
19 Slider plate 18
20 Linear actuator 20A Servo motor 20B Screw shaft 20C Sleeve 20D Slide member 21 Claw member (fastener)
22 air chuck 23 support pin 24 support member 25 bracket 26 air cylinder 27 clamp member 27A pivot (pivot pin)
28 Air cylinder 28A Rod 29A, 29B Upper hand 30A, 30B Lower hand 31 Claw member (fastener for transfer)
31A Claw 32 Air chuck 33 Support pin 34 Support member 35 Bracket 35A, 35B End portion 35C of bracket Connection portion 36 Air cylinder 37 Holding member 38 Air cylinder 38, 38
38A Rod 39 Hand structure material 40 Linear actuator H1 1st holding part H2 2nd holding part H3 Transfer holding hole

Claims

A workpiece loading line for loading workpieces before machining,
The workpiece transfer device for transferring holding the carried-in workpiece by the workpiece carrying-in line, the processing apparatus for performing processing prior SL work, and a work machining apparatus having a positioner for changing the orientation of the workpiece relative to the machining apparatus,
A workpiece unloading line for unloading the workpiece machined by cooperation between the processing device and the positioner in the workpiece machining device;
A workpiece machining system comprising :
The workpiece transfer device includes:
Consists of a transfer robot having an arm configured to be pivotable about an axis perpendicular to the installation surface,
The workpiece carry-in line and the workpiece carry-out line are
Both are arranged within the working range of the transfer robot,
The work carry-in line, the positioner, and the work carry-out line are arranged along a turning direction of the arm of the transfer robot,
The positioner is
A positioner body that supports the workpiece;
A first holding device that is swingably attached to the positioner body and holds a first holding portion of the workpiece transferred by the workpiece transfer device;
A second holding device that is slidably mounted along the positioner body and configured to hold the second holding portion of the workpiece;
A movement control device that moves the second holding device so that the second holding portion of the workpiece can be held after the first holding portion of the workpiece is held by the first holding device;
The equipped,
The workpiece is between the standby position on the transfer robot side where the position of the first holding device is located within the work range and the processing position on the processing apparatus side where the arm of the transfer robot does not interfere. The workpiece can be transferred while holding
This is a workpiece machining system .

In the first holding device,
It can be inserted into a holding hole as the first holding part that opens to one end side of the tubular part formed in the workpiece, and is opened from the inside of the holding hole by being opened when inserted into the holding hole. The workpiece machining system according to claim 1, further comprising a fastener for holding the workpiece.

The workpiece transfer device includes:
The workpiece can be inserted into a holding hole for opening that opens to the other end side of the tubular portion of the workpiece, and the workpiece is opened from the inside of the holding hole for transfer by being opened when inserted into the holding hole for transfer. The workpiece machining system according to claim 2, further comprising a transfer fastener for holding the workpiece.

The second holding device includes:
A pair of clamp members that move away from each other in the width direction of the positioner, and a pivot pin that is attached to the clamp member and that can be inserted into a pivot hole formed in the second holding portion of the workpiece. The workpiece processing system according to claim 1, wherein