JP6392812B2 - ワーク搬送パレット、および製造ライン - Google Patents

Description

本発明は、ワーク搬送パレット、および製造ラインに関する。

製造ラインにおいて、ワークの組み立てまたはワークの加工等の作業を行うために、該ワークをクランプおよびアンクランプするワーク搬送パレットが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−９２００号公報

従来のワーク搬送パレットにおいては、ワークをクランプするための力を発生させるために、外部機器から提供される圧縮ガスまたは電力等の動力によって動作するアクチュエータが必要となっていた。このようなアクチュエータにより、製造ラインの構造が複雑となり、その結果、製造コストの増大、および信頼性の低下に繋がっていた。

本発明の一態様において、ワーク搬送パレットは、ワークが載置される載置面と、載置面に載置されたワークをクランプするクランプ機構とを備える。クランプ機構は、載置面に開閉可能に設けられ、ワークをクランプ可能な第１の爪および第２の爪であって、第１の爪および第２の爪の少なくとも一方は、載置面に対して可動である、第１の爪および第２の爪を有する。

また、クランプ機構は、第１の爪および第２の爪の一方を閉方向へ付勢する付勢部と、第１の爪および第２の爪が開かれたときに上記一方と脱離可能に係合する移動規制部であって、上記一方と係合したときに該一方の閉方向への移動を規制し、該一方から脱離したときに該一方が付勢部の作用によって閉方向へ移動するのを許容する、移動規制部とを有する。

第１の爪および第２の爪は、載置面に対して可動であってもよい。クランプ機構は、第１の爪の開方向への移動と第２の爪の開方向への移動、および、第１の爪の閉方向への移動と第２の爪の閉方向への移動を連動させる連動機構をさらに有してもよい。

連動機構は、第１の爪に形成された第１の歯部と、第２の爪に形成された第２の歯部と、第１の歯部および第２の歯部と係合するように該第１歯部と該第２の歯部との間に介挿された歯車とを有してもよい。クランプ機構は、移動規制部を上記一方と係合する位置へ向かって付勢する第２の付勢部をさらに有してもよい。

クランプ機構は、移動規制部と係合して、該移動規制部を、上記一方と係合する位置から、該一方から脱離する方向へ移動させる操作部をさらに有してもよい。ワーク搬送パレットは、複数のクランプ機構を備えてもよい。

本発明の他の態様において、製造ラインは、ロボットと、ロボットを制御する制御部と、上述のワーク搬送パレットとを備える。

制御部は、第１の爪および第２の爪が開かれて移動規制部が第１の爪および第２の爪の一方と係合し、第１の爪と第２の爪との間にワークが配置された状態でロボットを動作させ、該ロボットによって移動規制部を上記一方から脱離させて該一方が付勢部の作用によって閉方向へ移動するのを許容する。

また、制御部は、ワークを第１の爪と第２の爪との間でクランプした状態でロボットを動作させ、該ロボットによって上記一方を開方向へ移動させる。

製造ラインは、ワーク搬送パレットを撮像する撮像部をさらに備えてもよい。制御部は、撮像部が撮像した画像に基づいてロボットを動作させ、該ロボットによって移動規制部を上記一方から脱離させてもよい。制御部は、撮像部が撮像した画像に基づいてロボットを動作させ、該ロボットによって上記一方を開方向へ移動させてもよい。

ワーク搬送パレットは、移動規制部と係合して、該移動規制部を、上記一方と係合する位置から該一方から脱離する方向へ移動させる操作部をさらに有してもよい。制御部は、移動規制部を上記一方から脱離させるときに、ロボットによって操作部を操作して移動規制部を脱離する方向へ移動させてもよい。

一実施形態に係る製造ラインの図である。 図１に示すロボットの構成を説明するための図である。 一実施形態に係るワーク搬送パレットの斜視図である。 図３に示すワーク搬送パレットの上面図である。 図３に示す載置台の斜視図である。 図５に示す載置台の上面図である。 図６中のＶＩＩ−ＶＩＩに沿った断面図である。 図５に示すガイドレールを後方から見た拡大図である。 図３に示す第１の爪の拡大図である。 図９に示すクランプ部を後方から見た拡大図である。 図３に示す第２の爪の拡大図である。 図１１に示す横ブロック部を後方から見た拡大図である。 図３に示す第１の爪、付勢部、およびシャフトの分解図である。 図４中のＸＩＶ−ＸＩＶに沿った断面図である。 第１の爪とガイドレールとが係合した状態を示す図である。 第２の爪とガイドレールとが係合した状態を示す図である。 第１の爪および第２の爪が閉状態となっている状態を示す断面図であって、図１４に対応する断面図である。 図１７に示す移動規制部が操作部によって下方へ移動された状態を示す断面図であって、図１４に対応する断面図である。 図１に示す製造ラインの動作フローの一例を示すフローチャートである。 図１９中のステップＳ２を説明するための図である。 図１９中のステップＳ５、Ｓ８を説明するための図である。 他の実施形態に係るワーク搬送パレットの上面図である。 図２２中のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩに沿った断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１を参照して、本発明の一実施形態に係る製造ライン１０について説明する。製造ライン１０は、コンベア１２、ロボット１４、１６、および１８、ロボット制御部２０、２２、および２４、撮像部２５および２７、ならびに、ワーク搬送パレット５０を備える。

コンベア１２は、その上に載置されたワーク搬送パレット５０を、図１中の矢印Ａの方向へ搬送する。ロボット１４は、コンベア１２の上に載置されたワーク搬送パレット５０に、ワーク（図示せず）をクランプさせる。

ロボット１６は、ロボット１４の下流側に配置されている。ロボット１６は、例えば、組み立てロボット、加工ロボット、または溶接ロボットであって、ワーク搬送パレット５０にクランプされたワークに対して、ワークの組み立て、加工、または溶接等の作業を行う。

ロボット１８は、ロボット１６の下流側に配置され、ワーク搬送パレット５０にクランプされたワークをアンクランプする。ロボット１４および１８の構成および機能については、後述する。

ロボット制御部２０、２２、および２４は、ロボットプログラムまたは上位コントローラからの指令に応じて、ロボット１４、１６、および１８をそれぞれ制御する。ロボット制御部２０、２２、および２４の各々は、ＣＰＵおよび記憶部（ともに図示せず）を有する。

撮像部２５は、例えば３次元視覚センサであって、コンベア１２によってロボット１４の位置に搬送されたワーク搬送パレット５０を撮像し、撮像した画像データをロボット制御部２０へ送信する。

同様に、撮像部２７は、例えば３次元視覚センサであって、コンベア１２によってロボット１８の位置に搬送されたワーク搬送パレット５０を撮像し、撮像した画像データをロボット制御部２４へ送信する。

次に、図２を参照して、ロボット１４について説明する。本実施形態においては、ロボット１４は、垂直多関節ロボットであって、ロボットベース２６、旋回胴２８、ロボットアーム３０、手首部３２、およびロボットハンド３４を有する。

ロボットベース２６は、作業セルの床の上に固定されている。旋回胴２８は、鉛直軸周りに旋回可能にロボットベース２６に設けられている。ロボットアーム３０は、旋回胴２８に回動可能に連結された上腕部３６と、該上腕部３６の先端に回動可能に連結された前腕部３８とを有する。

手首部３２は、前腕部３８の先端に取り付けられ、ロボットハンド３４を３軸周りに回動可能となるように支持している。ロボットハンド３４は、手首部３２に連結されたハンドベース４０と、該ハンドベースに開閉可能に設けられた指部４２および４４とを有する。

ロボット制御部２０は、旋回胴２８、ロボットアーム、および手首部３２に内蔵されたサーボモータ（図示せず）に指令を送り、これら可動要素を駆動して、ロボットハンド３４を任意の位置および姿勢に配置させる。また、ロボット制御部２０は、ロボットハンド３４に内蔵されたサーボモータ（図示せず）に指令を送り、指部４２および４４を開閉させる。

本実施形態においては、ロボット１８は、ロボット１４と同じ構成を有する。具体的には、ロボット１８は、ロボット１４と同様に、ロボットベース２６、旋回胴２８、ロボットアーム３０、手首部３２、およびロボットハンド３４を有する。

ロボット制御部２４は、旋回胴２８、ロボットアーム、手首部３２、およびロボットハンド３４に内蔵されたサーボモータ（図示せず）に指令を送り、これら要素を動作させる。

次に、図３〜図１６を参照して、ワーク搬送パレット５０について説明する。なお、以下の説明においては、図中の直交座標系を方向の基準とし、便宜上、ｘ軸プラス方向を右方とし、ｙ軸プラス方向を前方とし、ｚ軸プラス方向を上方とする。

図３および図４に示すように、ワーク搬送パレット５０は、載置台５２、第１のクランプ機構５４、および第２のクランプ機構５６を備える。

図５〜図７に示すように、載置台５２は、中空の直方体であって、底壁５８、前壁６０、後壁６２、左壁６４、右壁６６、および頂壁６８を有する。底壁５８は、長方形の平板部材である。

前壁６０および後壁６２は、互いに対向するように底壁５８の前端縁および後端縁からそれぞれ上方に立ち上がっている。左壁６４および右壁６６は、互いに対向するように底壁５８の左端縁および右端縁からそれぞれ上方に立ち上がり、且つ、前壁６０と後壁６２との間で延在している。

頂壁６８は、前壁６０、後壁６２、左壁６４および右壁６６の上端縁に接続されている。これら前壁６０、後壁６２、左壁６４、右壁６６、頂壁６８によって、載置台５２の内部空間Ｓ（図７）が画定されている。

頂壁６８の上面６８ａには、ワークが載置される。したがって、上面６８ａは、ワークが載置される載置面として機能する。また、図７に示すように、底壁５８には、該底壁５８から上方へ突出する複数のシャフト部５９が形成されている。

載置台５２は、ガイドレール７０および７２と、シャフト保持部７４とをさらに有する。ガイドレール７０および７２の各々は、頂壁６８の上面６８ａから上方に突出し、且つ、ｙ軸方向へ直線状に延在している。

ガイドレール７０および７２は、同じｘ軸方向の位置に配置され、且つ、ｙ軸方向に互いに離隔して配置されている。図８に示すように、ガイドレール７０および７２の各々は、レール部７１と、該レール部７１の上端から左右へ突出する鍔部７３および７５とを有する。

シャフト保持部７４は、頂壁６８の上面６８ａから上方に突出し、ガイドレール７０の前方に配置されている。シャフト保持部７４には、該シャフト保持部７４をｙ軸方向に貫通する貫通孔７４ａが形成されている。

頂壁６８には、貫通孔７６、７８、および８０が形成されている。貫通孔７６は、ｙ軸方向に長尺な長孔であって、ガイドレール７０の左側に隣接して配置されている。貫通孔７８は、ｙ軸方向に長尺な長孔であって、ガイドレール７２の右側に隣接して配置されている。貫通孔８０は、円形の孔であって、貫通孔７８よりも右側にずれて配置されている。

載置台５２は、ガイドレール８２および８４と、シャフト保持部８６とをさらに有する。これらガイドレール８２および８４、ならびにシャフト保持部８６は、それぞれ、上述のガイドレール７０および７２、ならびにシャフト保持部７４と同じ構成を有する。

具体的には、シャフト保持部８６は、貫通孔８６ａを有し、ガイドレール８２および８４の各々は、図８に示すように、レール部７１と、鍔部７３および７５とを有する。

また、頂壁６８には、上述の貫通孔７６、７８、および８０にそれぞれ対応する貫通孔８８、９０、および９２が形成されている。なお、貫通孔９２は、貫通孔８０の右側に隣接して配置されている。

再度、図３および図４を参照して、第１のクランプ機構５４は、第１の爪９４、第２の爪９６、付勢部９８、シャフト１００、および歯車１０１を有する。第１の爪９４および第２の爪９６は、載置台５２の上面６８ａに開閉可能に設けられている。

図３、図４、および図９に示すように、第１の爪９４は、ｙ軸方向に真直ぐ延びる縦ブロック部１０２と、該縦ブロック部１０２の後端から下方へ突出する係合部１０４と、縦ブロック部１０２の前端から左方へ突出する横ブロック部１０６と、該横ブロック部１０６の後端面１０６ａから後方へ突出するクランプ部１０８とを有する。

縦ブロック部１０２の左端面１０２ａには、ｙ軸方向に並ぶ複数の歯部１１０（第１の歯部）が形成されている。クランプ部１０８の後端面１０８ａには、該後端面１０８ａから内方へ凹む凹部１０８ｂが形成されている。また、係合部１０４は、ｚ軸に対して傾斜する傾斜面１０４ａを有する。

図９および図１０に示すように、横ブロック部１０６およびクランプ部１０８の底面１１２には、該底面１１２から内方へ凹む凹部１１４が形成されている。

この凹部１１４は、底面１１２と略平行な端面１１３と、該端面１１３から互いに対向して下方へ延出する端面１１６および１１８と、該端面１１６および１１８から内方へそれぞれ突出する爪部１２０および１２２とによって、画定されている。この凹部１１４は、上述したガイドレール７０を受容する。

図３、図４、および図１１に示すように、第２の爪９６は、ｙ軸方向に真直ぐに延びる縦ブロック部１２４と、該縦ブロック部１２４の前端から下方へ突出する係合部１２６と、該縦ブロック部１２４の前端から上方へ突出する突部１２７と、縦ブロック部１２４の後端から右方へ突出する横ブロック部１２８と、横ブロック部１２８の前面１２８ａから前方へ突出するクランプ部１３０とを有する。

横ブロック部１２８およびクランプ部１３０の右端面１３２には、ｙ軸方向に並ぶ複数の歯部１３４（第２の歯部）が形成されている。また、クランプ部１３０の前端面１３０ａには、該前端面１３０ａから内方へ凹む凹部１３０ｂが形成されている。また、係合部１２６は、ｚ軸に対して傾斜する傾斜面１２６ａを有する。

図１１および図１２に示すように、横ブロック部１２８およびクランプ部１３０の底面１３６には、該底面１３６から内方へ凹む凹部１３８が形成されている。

この凹部１３８は、底面１３６と略平行な端面１４０と、該端面１４０から互いに対向して下方へ延出する端面１４２および１４４と、該端面１４２および１４４から内方へそれぞれ突出する爪部１４６および１４８とによって、画定されている。この凹部１３８は、上述したガイドレール７２を受容する。

図３、図４および図１３に示すように、付勢部９８は、載置台５２に設けられたシャフト保持部７４と、第１の爪９４の横ブロック部１０６との間に介挿されている。本実施形態においては、付勢部９８は、コイルバネであって、第１の爪９４を後方へ付勢する。

シャフト１００は、シャフト保持部７４の貫通孔７４ａに摺動可能に挿通され、その先端１００ａが第１の爪９４の横ブロック部１０６に固定されている。また、シャフト１００は、付勢部９８に挿通され、これにより、該付勢部９８を所定位置に位置決めする。

図３および図４に示すように、歯車１０１は、第１の爪９４に形成された歯部１１０と、第２の爪９６に形成された歯部１３４との間に介挿され、これら歯部１１０および１３４と係合する。歯車１０１は、鉛直軸周りに回動可能となるように、頂壁６８の上面６８ａに取り付けられている。

次に、図３、図４、図１４〜図１６を参照して、載置台５２に対する第１の爪９４および第２の爪９６の取付構造について説明する。

第１の爪９４が載置台５２に取り付けられた状態においては、図１５に示すように、載置台５２に設けられたガイドレール７０が、第１の爪９４に形成された凹部１１４内に受容される。

このとき、ガイドレール７０の鍔部７３および７５が、第１の爪９４に設けられた爪部１２０および１２２と係合することによって、第１の爪９４がガイドレール７０から上方へ脱落してしまうのを防止する。この構成により、第１の爪９４は、ガイドレール７０によって案内されて、上面６８ａに対してｙ軸方向へ移動できる。

また、図１４に示すように、第１の爪９４の縦ブロック部１０２に設けられた係合部１０４は、載置台５２の頂壁６８に形成された貫通孔７８に受容され、その下端が、載置台５２の内部空間Ｓに突出している。

一方、第２の爪９６が載置台５２に取り付けられたとき、図１６に示すように、載置台５２に設けられたガイドレール７２が、第２の爪９６に形成された凹部１３８内に受容される。

このとき、ガイドレール７２の鍔部７３および７５が、第２の爪９６に設けられた爪部１４６および１４８と係合することによって、第２の爪９６がガイドレール７２から上方へ脱落してしまうのを防止する。この構成により、第２の爪９６は、ガイドレール７２によって案内されて、上面６８ａに対してｙ軸方向へ移動できる。

また、図１４に示すように、第２の爪９６の縦ブロック部１２４に設けられた係合部１２６は、載置台５２の頂壁６８に形成された貫通孔７６に受容され、その下端が、載置台５２の内部空間Ｓに突出している。

図１４に示すように、第１のクランプ機構５４は、移動規制部１５０、付勢部１５２（第２の付勢部）、および操作部１５４をさらに有する。移動規制部１５０は、載置台５２の内部空間Ｓに配置され、本体部１５６、係合部１５８および１６０を有する。

本体部１５６は、ｘ−ｙ平面に略平行に配置された平板部材である。本体部１５６には、複数の貫通孔１５６ａが形成されている。これら貫通孔１５６ａには、載置台５２の底壁５８に形成されたシャフト部５９が摺動可能にそれぞれ受容されている。これにより、移動規制部１５０は、ｘ軸方向およびｙ軸方向への移動が規制されつつ、ｚ軸方向へ移動可能となる。

係合部１５８は、本体部１５６の後端から上方へ突出し、載置台５２の頂壁６８に形成された貫通孔７８の下方に配置されている。係合部１５８は、第１の爪９４の係合部１０４に形成された傾斜面１０４ａと略平行な傾斜面１５８ａを有する。

係合部１６０は、本体部１５６の前端から上方へ突出し、載置台５２の頂壁６８に形成された貫通孔７６の下方に配置されている。係合部１６０は、第２の爪９６の係合部１２６に形成された傾斜面１２６ａと略平行な傾斜面１６０ａを有する。

付勢部１５２の各々は、コイルバネであって、載置台５２の底壁５８と移動規制部１５０との間に介挿され、移動規制部１５０を上方へ付勢する。載置台５２の底壁５８に形成されたシャフト部５９は、付勢部１５２にそれぞれ挿通され、これにより、該付勢部１５２を所定位置に位置決めする。

操作部１５４は、載置台５２の頂壁６８に形成された貫通孔８０に摺動可能に挿通され、その下端１５４ａが、移動規制部１５０の本体部１５６の上面１５６ｂと当接している。

再度、図３および図４を参照して、第２のクランプ機構５６は、第１のクランプ機構５４と同じ構成を有する。具体的には、第２のクランプ機構５６は、第１の爪９４、第２の爪９６、付勢部９８、シャフト１００、歯車１０１、移動規制部１５０、付勢部１５２、および操作部１５４を有する。

第２のクランプ機構５６の第１の爪９４が載置台５２に取り付けられた状態においては、載置台５２に設けられたガイドレール８２が、第２のクランプ機構５６の第１の爪９４に形成された凹部１１４内に受容される。また、第２のクランプ機構５６の第１の爪９４の縦ブロック部１０２に設けられた係合部１０４は、載置台５２の頂壁６８に形成された貫通孔９０に受容される。

第２のクランプ機構５６の第２の爪９６が載置台５２に取り付けられたとき、載置台５２に設けられたガイドレール８４が、第２のクランプ機構５６の第２の爪９６に形成された凹部１３８内に受容される。

また、第２のクランプ機構５６の第２の爪９６の縦ブロック部１２４に設けられた係合部１２６は、載置台５２の頂壁６８に形成された貫通孔８８に受容される。第２のクランプ機構５６のシャフト１００は、シャフト保持部８６の貫通孔８６ａに挿通され、その先端１００ａが、第２のクランプ機構５６の第１の爪９４に固定される。

第２のクランプ機構５６の移動規制部１５０は、載置台５２の内部空間Ｓにおいて、第１のクランプ機構５４の移動規制部１５０の右側に隣接して配置され、第２のクランプ機構５６の付勢部１５２によって上方へ付勢される。

そして、第２のクランプ機構５６の操作部１５４は、載置台５２の頂壁６８に形成された貫通孔９２に摺動可能に挿通され、第２のクランプ機構５６の移動規制部１５０と当接する。

次に、図３、図４、図１４、および図１７を参照して、ワーク搬送パレット５０の機能について説明する。第１のクランプ機構５４および第２のクランプ機構５６は、載置台５２の上面６８ａに載置されたワークをクランプおよびアンクランプする。

以下、第１のクランプ機構５４でワークをクランプおよびアンクランプする動作について説明する。図３、図４および図１４は、第１の爪９４および第２の爪９６が閉状態となっている場合を示している。

この閉状態においては、第１の爪９４のクランプ部１０８の後端面１０８ａ（図９）と、第２の爪９６のクランプ部１３０の前端面１３０ａ（図１１）とが、互いに隣接して対面する。

また、図１４に示すように、第１の爪９４の係合部１０４の後端面が、貫通孔７８を画定する壁面と係合し、これにより、第１の爪９４の後方への移動が規制されている。同様に、第２の爪９６の係合部１２６の前端面が、貫通孔７６を画定する壁面と係合し、これにより、第２の爪９６の前方への移動が規制されている。

第１のクランプ機構５４でワークをクランプする場合、まず、第１の爪９４および第２の爪９６を開状態とする。具体的には、第２の爪９６の突部１２７を後方（すなわち、開方向）へ押す。

そうすると、第２の爪９６は、図３、図４、および図１４に示す位置から、ガイドレール７２に案内されつつ後方へ移動する。上述したように、第２の爪９６の係合部１２６に形成された傾斜面１２６ａと、移動規制部１５０の係合部１６０に形成された傾斜面１６０ａとは、略平行である。

よって、図３、図４、および図１４に示す位置から第２の爪９６が後方へ移動されたとき、傾斜面１２６ａは、傾斜面１６０ａ上を摺動しつつ、該傾斜面１６０ａを下方へ押す。これにより、移動規制部１５０は、付勢部１５２の付勢力に反して僅かに下方へ変位し、その結果、係合部１２６は、係合部１６０を乗り越えることができる。

係合部１２６が係合部１６０を乗り越えたとき、移動規制部１５０は、付勢部１５２の付勢力によって、再度、上方の位置へ復帰する。そして、図１７に示すように、係合部１６０が係合部１２６と係合し、第２の爪９６の前方（すなわち、閉方向）への移動が規制される。

第２の爪９６が後方へ移動されるにつれて、該第２の爪９６のクランプ部１３０に形成された歯部１３４が、歯車１０１を、上方から見て反時計回りに回転させる。このように歯車１０１が回転されるにつれて、該歯車１０１と、第１の爪９４の縦ブロック部１０２に形成された歯部１１０との間の係合によって、第１の爪９４がガイドレール７０に沿って前方（すなわち、開方向）へ移動される。

このように、本実施形態においては、歯部１１０、歯部１３４、および歯車１０１の作用によって、第２の爪９６の後方への移動に連動して、第１の爪９４が前方へ移動される。

したがって、歯部１１０、歯部１３４、および歯車１０１は、第１の爪９４の前後方向への移動と、第２の爪９６の前後方向への移動とをそれぞれ連動させる連動機構１６２（図３、図４）を構成する。

上述したように、第１の爪９４の係合部１０４に形成された傾斜面１０４ａと、移動規制部１５０の係合部１５８に形成された傾斜面１５８ａとは、略平行である。したがって、第１の爪９４が前方へ移動されると、傾斜面１０４ａは、傾斜面１５８ａ上を摺動しつつ、該傾斜面１５８ａを下方へ押す。

これにより、移動規制部１５０は、付勢部１５２の付勢力に反して僅かに下方へ変位し、その結果、係合部１０４は、係合部１５８を乗り越えることができる。係合部１０４が係合部１５８を乗り越えたとき、移動規制部１５０は、付勢部１５２の付勢力によって、再度、上方の位置へ復帰する。

そして、図１７に示すように、係合部１５８が係合部１０４と係合し、第１の爪９４の後方（すなわち、閉方向）への移動が規制される。こうして、第１の爪９４および第２の爪９６は、図１７に示す開状態となる。

この開状態においては、第１の爪９４のクランプ部１０８の後端面１０８ａ（図９）と、第２の爪９６のクランプ部１３０の前端面１３０ａ（図１１）とは、予め定められた距離（閉状態よりも大きい距離）だけ、互いからｙ軸方向へ離隔する。

第１の爪９４および第２の爪９６を開状態とした後、クランプ部１０８とクランプ部１３０との間の位置において、載置台５２の上面６８ａにワークが載置される。

次いで、操作部１５４が下方へ押される。上述したように、操作部１５４の下端１５４ａは、移動規制部１５０の上面１５６ｂに当接している。したがって、操作部１５４が下方へ押されると、移動規制部１５０は、図１８に示すように、付勢部１５２の付勢力に反して下方へ移動される。

これにより、係合部１５８および１６０が、それぞれ、係合部１０４および１２６から脱離し、係合部１０４と係合部１５８との間の係合、および、係合部１２６と係合部１６０との間の係合が、解除される。

そうすると、付勢部９８の付勢力によって、第１の爪９４が後方へ移動し、この第１の爪９４の後方移動と連動して、第２の爪９６が前方へ移動する。その結果、クランプ部１０８とクランプ部１３０との間でワークが挟持される。

本実施形態においては、クランプ部１０８および１３０に、それぞれ、凹部１０８ｂおよび１３０ｂが形成されている。ワークは、クランプ部１０８とクランプ部１３０との間でクランプされたとき、この凹部１０８ｂおよび１３０ｂ内に安定して保持される。

ワークをアンクランプするときは、上述した方法で、第１の爪９４および第２の爪９６を、再度、開状態とする。これにより、第１のクランプ機構５４からワークをアンクランプすることができる。

なお、第２のクランプ機構５６でワークをクランプおよびアンクランプする動作は、第１のクランプ機構５４と同様であるので、詳細な説明を省略する。

次に、図１９〜図２１を参照して、製造ライン１０の動作について説明する。図１９に示すフローは、ロボット制御部２０、２２、または２４が、作業プログラムまたは上位コントローラから作業開始指令を受け付けたときに、開始する。

図１９に示すフローが開始された後、図１に示すコンベア１２上に、ワーク搬送パレット５０が所定の間隔で設置される。ここで、ロボット１４の上流側にあるワーク搬送パレット５０のクランプ機構５４、５６は、全て開状態とされている。

ステップＳ１において、ロボット制御部２０は、ロボット１４を動作させて、ワークを載置台５２の上面６８ａに載置する。具体的には、ロボット制御部２０は、撮像部２５に指令を送り、コンベア１２によってロボット１４の位置に搬送されたワーク搬送パレット５０を撮像する。

次いで、ロボット制御部２０は、ロボットプログラムに従って、ロボット１４に内蔵されたサーボモータに指令を送り、予め定められた場所に保管されているワークを、ロボットハンド３４によって把持する。

次いで、ロボット制御部２０は、撮像部２５によって撮像された画像に基づいてロボット１４を動作させ、ロボットハンド３４によって把持したワークを、開状態となっている第１のクランプ機構５４のクランプ部１０８とクランプ部１３０との間の位置に載置する。同様にして、ロボット制御部２０は、第２のクランプ機構５６のクランプ部１０８とクランプ部１３０との間の位置にワークを載置する。

ステップＳ２において、ロボット制御部２０は、ロボット１４を動作させて、操作部１５４を操作する。具体的には、ロボット制御部２０は、ステップＳ１にて撮像部２５が撮像した画像に基づいてロボット１４を動作させて、図２０に示すように、ロボット１４の指部４４を、第１のクランプ機構５４の操作部１５４の上に配置する。

そして、ロボット制御部２０は、ロボットアーム３０を動作させてロボットハンド３４を下方へ移動させ、これにより、操作部１５４を下方へ押す。そうすると、図１８を用いて上述したように、係合部１５８および１６０が、それぞれ、係合部１０４および１２６から脱離し、第１の爪９４および第２の爪９６が閉方向へ移動する。その結果、ワークがクランプ部１０８とクランプ部１３０との間でクランプされる。

同様に、ロボット制御部２０は、ロボット１４を動作させて、第２のクランプ機構５６の操作部１５４を下方へ押し、第２のクランプ機構５６のクランプ部１０８とクランプ部１３０との間でワークをクランプする。

ステップＳ３において、ロボット制御部２０は、ワークが第１のクランプ機構５４および第２のクランプ機構５６によって適正に把持されたか否かを判定する。具体的には、ロボット制御部２０は、撮像部２５に指令を送り、ステップＳ２の終了時点におけるワーク搬送パレット５０を撮像する。

ロボット制御部２０は、このステップＳ３で撮像した画像と、予め記憶部に記憶された適正画像とを比較することによって、ワークが第１のクランプ機構５４および第２のクランプ機構５６によって適正に把持されたか否かを判定する。なお、適正画像とは、ワークが第１のクランプ機構５４および第２のクランプ機構５６によって適正に把持された状態を撮像した画像である。

ロボット制御部２０は、ワークが第１のクランプ機構５４および第２のクランプ機構５６によって適正に把持された（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ４へ進む。一方、ロボット制御部２０は、ワークが第１のクランプ機構５４および第２のクランプ機構５６によって適正に把持されていない（すなわち、ＮＯ）と判定した場合、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ４において、ロボット制御部２２は、ロボット１６を動作させて、ワークに対して作業を行う。具体的には、コンベア１２は、ステップＳ３の終了後、ステップＳ２にてワークをクランプしたワーク搬送パレット５０を、ロボット１６の位置へ搬送する。

ロボット制御部２２は、ロボットプログラムに従ってロボット１６を動作させて、ワーク搬送パレット５０にクランプされたワークに対して、ワークの組み立て、加工、または溶接等の作業を行う。このステップＳ４の終了後、コンベア１２は、作業済のワークをクランプしたワーク搬送パレット５０を、ロボット１８の位置へ搬送する。

ステップＳ５において、ロボット制御部２４は、ロボット１８を動作させて、第１の爪９４および第２の爪９６を開状態とする。具体的には、ロボット制御部２４は、撮像部２７に指令を送り、コンベア１２によってロボット１８の位置に搬送されたワーク搬送パレット５０を撮像する。

次いで、ロボット制御部２４は、撮像部２７によって撮像された画像に基づいてロボット１８を動作させ、図２１に示すように、第１のクランプ機構５４の第２の爪９６に設けられた突部１２７を、ロボットハンド３４で把持する。

そして、ロボット制御部２４は、ロボットアーム３０を動作させて、図２１に示す状態からロボットハンド３４を後方へ移動させ、これにより、突部１２７を後方へ押す。そうすると、第１の爪９４および第２の爪９６は、上述したように、互いに連動して開方向へと移動し、図１７に示す開状態となる。こうして、第１のクランプ機構５４は、ワークをアンクランプする。

同様に、ロボット制御部２４は、ロボット１８を動作させて、第２のクランプ機構５６の第２の爪９６に設けられた突部１２７を後方へ押し、第２のクランプ機構５６の第１の爪９４および第２の爪９６を開状態とする。これにより、第２のクランプ機構５６は、ワークをアンクランプする。

ステップＳ６において、ロボット制御部２４は、ロボット１８を動作させて、ステップＳ５にてアンクランプされたワークを、ワーク搬送パレット５０から取り出す。具体的には、ロボット制御部２４は、撮像部２７に指令を送り、ステップＳ５で開状態にされたワーク搬送パレット５０を撮像する。

次いで、ロボット制御部２４は、撮像部２７によって撮像された画像に基づいてロボット１８を動作させ、ロボット１８のロボットハンド３４でワークを把持し、把持したワークを所定の保管場所へ搬送する。

ステップＳ７において、ロボット制御部２０、２２、または２４は、全てのワークに対して作業を完了したか否かを判定する。ロボット制御部２０、２２、または２４は、全ての作業が完了した（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合、図１９に示すフローを終了する。一方、ロボット制御部２０、２２、または２４は、作業が完了していないワークが残存している（すなわち、ＮＯ）と判定した場合。ステップＳ１へ戻る。

ステップＳ３にてＮＯと判定した場合、ステップＳ８において、ロボット制御部２０は、ステップＳ３にてワークを適正にクランプしていないと判定したクランプ機構５４または５６の第１の爪９４および第２の爪９６を開状態とする。

具体的には、ロボット制御部２０は、上述のステップＳ５と同様の方法により、ワークを適正にクランプしていないクランプ機構５４または５６の第１の爪９４および第２の爪９６を開状態とし、ワークをアンクランプする。

ステップＳ９において、ロボット制御部２０は、ロボット１４を動作させて、ステップＳ８にてアンクランプされたワークを、ワーク搬送パレット５０から取り出す。具体的には、ロボット制御部２０は、ロボット１４のロボットハンド３４でワークを把持して持ち上げる。そして、ロボット制御部２０は、ステップＳ１へ戻り、持ち上げたワークを載置台５２に再度、載置する。

このように、本実施形態に係るワーク搬送パレット５０においては、付勢部９８の作用によって第１の爪９４および第２の爪９６を閉方向へ移動させ、また、移動規制部１５０によって、第１の爪９４および第２の爪９６の開状態を維持している。

この構成によれば、例えばロボット１４、１８によって、第１の爪９４および第２の爪９６を開閉させることが可能となる。したがって、外部機器から提供される圧縮ガスまたは電力等の動力によって動作するアクチュエータを不要にできるので、製造ライン１０の構造を簡単とすることができる。その結果、製造コストを低減するとともに、作業の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態に係るワーク搬送パレット５０においては、連動機構１６２によって、第１の爪９４と第２の爪９６とが互いに連動して開閉する。この構成によれば、１つの付勢部９８で第１の爪９４と第２の爪９６とを開閉できるので、部品点数を削減でき、また、ワーク搬送パレット５０の構造を簡単とすることができる。

また、ワーク搬送パレット５０は、操作部１５４を備えている。この構成によれば、例えばロボット１４によって、開状態となっている第１の爪９４および第２の爪９６を、簡単に閉状態にできる。

なお、上述のワーク搬送パレット５０においては、第１の爪９４および第２の爪９６の双方が、載置台５２に対して可動に設けられている。しかしながら、これに限らず、第１の爪９４または第２の爪９６は、載置台５２に固定されてもよい。

このような実施形態について、図２２および図２３を参照して説明する。ワーク搬送パレット５０’は、載置台５２’、第１のクランプ機構５４’、および第２のクランプ機構５６’を備える。

載置台５２’は、上述の載置台５２と、以下の構成において相違する。すなわち、載置台５２’には、上述のガイドレール７２および８４と、貫通孔７６および８８とが設けられていない。

第１のクランプ機構５４’は、上述の第１のクランプ機構５４と、第２の爪９６’および移動規制部１５０’の構成において、相違する。すなわち、第２の爪９６’は、載置台５２’の上面６８ａに固定されている。

第２の爪９６’は、載置台５２’とは別体の部材として作製され、ボルト等の締結具、接着剤、または溶接等によって、上面６８ａに固定されてもよい。または、第２の爪９６’は、載置台５２’に一体に設けられてもよい。

移動規制部１５０’は、上述の移動規制部１５０と、以下の構成において相違する。すなわち、移動規制部１５０’には、上述の係合部１６０が設けられていない。

本実施形態において、第１の爪９４および第２の爪９６’を開状態とする場合（すなわち、図１９のステップＳ５、Ｓ８）、ロボット制御部２０、２４は、ロボット１４、１８を動作させて、ロボット１４、１８の指部４４または４２を、該指部４４または４２と係合可能な第１の爪９４の部分に当接させる。

この係合可能な部分としては、例えば、第１の爪９４の縦ブロック部１０２の後端面１０２ｂ、または、第１の爪９４の横ブロック部１０６の後端面１０６ａがある。

そして、ロボット制御部２０、２４は、ロボット１４、１８を動作させて、指部４４または４２によって、この係合可能な部分を前方（すなわち、開方向）へ押す。その結果、第１の爪９４が前方へ移動し、第１の爪９４および第２の爪９６’が開状態となる。そして、移動規制部１５０’の係合部１５８が、第１の爪９４の係合部１０４と係合し、第１の爪９４の後方（すなわち、閉方向）への移動が規制される。

一方、第１の爪９４および第２の爪９６’を閉状態とする場合（すなわち、図１９のステップＳ２）、ロボット制御部２０は、上述の実施形態と同様に、ロボット１４を動作させて操作部１５４を下方へ押す。これにより、係合部１５８が係合部１０４から脱離し、第１の爪９４が閉方向へ移動する。こうして、第１の爪９４および第２の爪９６’が閉状態となる。

本実施形態においても、上述の実施形態と同様に、外部機器から提供される圧縮ガスまたは電力等の動力によって動作するアクチュエータを不要にできるので、製造ライン１０の構造を簡単とすることができる。

なお、上述したワーク搬送パレット５０において、第１の爪９４の係合部１０４と、移動規制部１５０の係合部１５８を省略してもよい。この場合、第２の爪９６の係合部１２６と移動規制部１５０の係合部１０４とが係合して、第２の爪９６の閉方向への移動が規制される。

第１の爪９４と第２の爪９６の移動は、連動機構１６２によって連動しているので、第２の爪９６の移動が規制された場合、連動機構１６２を介して、第１の爪９４の移動も規制される。よって、第１の爪９４および第２の爪９６の開状態を維持できる。

または、係合部１０４および係合部１５８の代わりに、第２の爪９６の係合部１２６と、移動規制部１５０の係合部１６０を省略してもよい。

このように、係合部１０４および１５８（または、係合部１２６および１６０）を省略することによって、第１の爪または第２の爪と、移動規制部の構成を簡単とすることができる。

その一方で、係合部１０４、１２６、１５８、および１６０を全て具備する移動規制部１５０によれば、第１の爪９４および第２の爪９６の開状態を、より安定して維持することができる。

また、上述の実施形態においては、付勢部９８が、コイルバネである場合について述べた。しかしながら、これに限らず、付勢部９８は、変位されたときに該変位に応じた反力を発生させる弾性材料（例えば、ゴム）、または、磁石であってもよい。

例えば磁石を付勢部に適用する場合、シャフト保持部７４、８６の後端面に第１の磁石を固定する一方、第１の爪９４の横ブロック部１０６の前端面に第２の磁石を固定する。第１の磁石および第２の磁石の磁極は、該第１の磁石および該第２の磁石が互いから離反する磁力を生じさせるように、設定される。こうして、磁石から構成された付勢部は、第１の爪９４を閉方向へ付勢することができる。

また、上述の実施形態において、付勢部９８とは別の他の付勢部を設けて、該他の付勢部によって第２の爪９６を閉方向へ付勢してもよい。

また、上述の実施形態において、撮像部２５および２７を省略することもできる。このような実施形態の場合、コンベア１２に、ワーク搬送パレット５０、５０’を位置決めするための位置決め手段（例えば、冶具）が設けられる。コンベア１２上に載置されたワーク搬送パレット５０、５０’は、位置決め手段によって、コンベア１２上の予め定められた位置に、位置決めされる。

例えば、位置決め手段は、載置台５２、５２’の底壁５８、前壁６０、後壁６２、左壁６４、右壁６６、または頂壁６８に形成された複数の穴と、コンベア１２側に設けられ、該複数の穴にそれぞれ挿通される複数のピンとを有する。

この実施形態において図１９に示すフローを実行する場合、ロボット制御部２０、２４は、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５およびＳ６において、ロボットプログラムに従ってロボット１４を動作させて、これらステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５およびＳ６を実行する。

この実施形態においては、ワーク搬送パレット５０が位置決め手段によってコンベア１２上の所定位置に位置決めされているので、ロボット制御部２０、２４は、撮像部が撮像した画像を用いることなく、ロボットプログラムに従ってロボット１４を動作させることにより、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５およびＳ６を実行できる。

このロボットプログラムは、位置決め手段によってコンベア１２上に位置決めされたワーク搬送パレット５０に対する、ワークの載置（ステップＳ１）、操作部１５４の操作（ステップＳ２）、爪９４および９６の開放（ステップＳ５）、およびワークの取り出し（ステップＳ６）といった動作をロボット１４に教示することによって、構築され得る。

以上、発明の実施形態を通じて本発明を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、本発明の実施形態の中で説明されている特徴を組み合わせた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得るが、これら特徴の組み合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、上述の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることも当業者に明らかである。

また、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、工程、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」、「次いで」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 製造ライン
１４，１６，１８ ロボット
２０，２２，２４ ロボット制御部
５０，５０’ ワーク搬送パレット
５２，５２’ 載置台
５４，５４’、５６，５６’ クランプ機構
９８，１５２ 付勢部
１５０，１５０’ 移動規制部
１５４ 操作部
１６２ 連動機構

Claims (13)

1. ワークが載置される載置面と、
   前記載置面に載置された前記ワークをクランプするクランプ機構と、を備え、
   前記クランプ機構は、
   前記載置面に開閉可能に設けられ、前記ワークをクランプ可能な第１の爪および第２の爪であって、前記第１の爪および前記第２の爪の少なくとも一方は、前記載置面に対して可動である、第１の爪および第２の爪と、
   前記第１の爪および前記第２の爪の前記一方を閉方向へ付勢する付勢部と、
   前記載置面に対して前記第１の爪および前記第２の爪とは反対側に配置され、前記第１の爪および前記第２の爪が開かれたときに前記一方と脱離可能に係合する移動規制部であって、前記一方と係合して該一方の前記閉方向への移動を規制する規制位置と、該一方から脱離して該一方が前記付勢部の作用によって前記閉方向へ移動するのを許容する脱離位置との間で、前記載置面に対して接近及び離反するように移動可能な移動規制部と、を有する、ワーク搬送パレット。
2. 前記第１の爪および前記第２の爪は、前記載置面に対して可動であり、
   前記クランプ機構は、前記第１の爪の開方向への移動と前記第２の爪の開方向への移動、および、前記第１の爪の閉方向への移動と前記第２の爪の閉方向への移動を連動させる連動機構をさらに有する、請求項１に記載のワーク搬送パレット。
3. 前記連動機構は、
   前記第１の爪に形成された第１の歯部と、
   前記第２の爪に形成された第２の歯部と、
   前記第１の歯部および前記第２の歯部と係合するように該第１の歯部と該第２の歯部との間に介挿された歯車と、を有する、請求項２に記載のワーク搬送パレット。
4. 前記クランプ機構は、前記移動規制部を前記規制位置へ向かって付勢する第２の付勢部をさらに有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク搬送パレット。
5. 前記クランプ機構は、前記移動規制部と係合して、該移動規制部を、前記規制位置から前記脱離位置へ移動させる操作部をさらに有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のワーク搬送パレット。
6. 複数の前記クランプ機構を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のワーク搬送パレット。
7. 前記一方は、前記載置面よりも前記移動規制部へ向かって突出する第１の係合部を有し、
   前記移動規制部は、
   前記載置面から前記第１の爪および前記第２の爪とは反対側に離隔して配置された本体部と、
   前記本体部から前記載置面へ向かって突出し、前記規制位置に配置されたときに前記第１の係合部と係合する第２の係合部と、を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のワーク搬送パレット。
8. 前記第１の係合部は、前記閉方向に対して傾斜する第１の傾斜面を有し、
   前記第２の係合部は、前記第１の傾斜面と平行な第２の傾斜面とを有し、
   前記一方が開方向へ移動されたときに、前記第１の傾斜面が前記第２の傾斜面上を摺動して、該一方の該開方向への移動が許容される、請求項７に記載のワーク搬送パレット。
9. 前記移動規制部の、前記載置面に沿う方向への移動を規制して、該移動規制部の移動を案内する案内機構をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載のワーク搬送パレット。
10. 前記案内機構は、
    前記載置面に対して固定され、前記移動規制部の移動方向と平行な方向へ延在するシャフト部と、
    前記移動規制部に形成され、前記シャフト部を摺動可能に受容する孔と、を有する、請求項９に記載のワーク搬送パレット。
11. ロボットと、
    前記ロボットを制御する制御部と、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載のワーク搬送パレットと、を備え、
    前記制御部は、
    前記第１の爪および前記第２の爪が開かれて前記移動規制部が前記第１の爪および前記第２の爪の前記一方と係合し、前記第１の爪と前記第２の爪との間に前記ワークが配置された状態で前記ロボットを動作させ、該ロボットによって前記移動規制部を前記一方から脱離させて前記一方が前記付勢部の作用によって前記閉方向へ移動するのを許容し、
    前記ワークを前記第１の爪と前記第２の爪との間でクランプした状態で前記ロボットを動作させ、該ロボットによって前記一方を開方向へ移動させる、製造ライン。
12. ロボットと、
    前記ロボットを制御する制御部と、
    ワーク搬送パレットと、
    前記ワーク搬送パレットを撮像する撮像部と、を備え、
    前記ワーク搬送パレットは、
    ワークが載置される載置面と、
    前記載置面に載置された前記ワークをクランプするクランプ機構と、を備え、
    前記クランプ機構は、
    前記載置面に開閉可能に設けられ、前記ワークをクランプ可能な第１の爪および第２の爪であって、前記第１の爪および前記第２の爪の少なくとも一方は、前記載置面に対して可動である、第１の爪および第２の爪と、
    前記第１の爪および前記第２の爪の前記一方を閉方向へ付勢する付勢部と、
    前記第１の爪および前記第２の爪が開かれたときに前記一方と脱離可能に係合する移動規制部であって、前記一方と係合したときに該一方の前記閉方向への移動を規制し、該一方から脱離したときに該一方が前記付勢部の作用によって前記閉方向へ移動するのを許容する、移動規制部と、を有し、
    前記制御部は、
    前記第１の爪および前記第２の爪が開かれて前記移動規制部が前記第１の爪および前記第２の爪の前記一方と係合し、前記第１の爪と前記第２の爪との間に前記ワークが配置された状態で、前記撮像部が撮像した画像に基づいて前記ロボットを動作させ、該ロボットによって前記移動規制部を前記一方から脱離させて該一方が前記付勢部の作用によって前記閉方向へ移動するのを許容し、
    前記ワークを前記第１の爪と前記第２の爪との間でクランプした状態で、前記撮像部が撮像した画像に基づいて前記ロボットを動作させ、該ロボットによって前記一方を開方向へ移動させる、製造ライン。
13. 前記ワーク搬送パレットは、前記移動規制部と係合して、該移動規制部を、前記一方と係合する位置から該一方から脱離する方向へ移動させる操作部をさらに有し、
    前記制御部は、前記移動規制部を前記一方から脱離させるときに、前記ロボットによって前記操作部を操作して前記移動規制部を前記脱離する方向へ移動させる、請求項１１または１２に記載の製造ライン。

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