JPH0413543A - 移動体の信号伝達システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、移動体の信号伝達システムに係り、とくに、
自動車工場等において溶接ロボットにより移動治具上に
ワークを載置してスポット溶接を行う際に移動治具側と
溶接ロボットの制御装置との間の信号伝達用として好適
な移動体の信号伝達システムに関する。

（背景技術〕 自動車産業においては、従来より、各種のロボットが採
用されており、その大部分をスポット溶接用ロボットが
占めている。自動車産業におけるスポット溶接の自動化
率（およびロボット化率）は、車体のメイン組立工程に
限ってみれば、ロボット化率は極めて高い（８０％以上
）。

車体のメイン組立のスポット溶接作業にこれだけロボッ
トが採用されたのは、スポット溶接用ロボットの汎用性
にある。即ち、ロボットであれば、ニーズの多用化に伴
う車種の増加・モデルチェンジ等に対し、溶接プログラ
ムの変更で対処できるため、専用自動機（マルチウェル
ダ）等に比し設備の更改に要する期間と費用を著しく削
減でき、更に、ロボット化すれば、同一ラインに複数の
車種を流すことができ、車種毎に別のラインを持つ必要
がない等々のメリットがあるからである。

第５図には、このスポット溶接ロボットによる車体自動
溶接工程の一例が示されている。

この図において、符号１００は、所定幅の溝を示し、こ
の溝１００内には、図示しない主制御装置（メインコン
トローラ）により、制御され矢印Ａ方向に駆動されるチ
ェーン（図示せず）が装備されている。このチェーンに
は、台車５１が係止されており、この台車５１は、チェ
ーンの移動とともに矢印Ａ方向に走行駆動されるように
なっている。この台車５１の底面には、図示しない位置
決め用のピンが設けられており、このビンが図の位置に
来た時に、これを図示しないセンサが検知する。このセ
ンサの検知信号が後述する制御装置（サブコントローラ
）を介して主制御装置に送られ、チェーンの駆動が停止
され、これにより台車５１が図の位置に停止するように
なっている。

台車５１の上面には、ワーク５３を所定の位置で保持す
るクランプ装置６０を備えた治具５２が一体的に固定さ
れている。即ち、この場合、台車５１と治具５２とによ
り移動体としての走行治具５０が構成されている。この
走行治具５０には、図示の如く、位置決めビン５４Ａ、
５４Ｂを備えた支持部材５５に支持されたの一方の脱着
式コネクタ５６Ａが設けられている。これに対応して制
御装置７０側には、位置決めピンが係合する位置決め穴
５７Ａ、５７Ｂを有する支持部材５８に支持された他方
の脱着式コネクタ５６Ｂが設けられている。この支持部
材５８は、図示の如くシリンダ５９内に装備され、当該
シリンダ５９の長手方向に沿って往復移動可能なピスト
ンロッド６１の先端に設けられている。このため、制御
装置７０では、センサからの信号により、走行治具５０
が図の位置に来たことを確認すると、シリンダ５９内の
ピストンを図の矢印Ｂ方向に移動せしめて位置決めビン
５４Ａ、５４Ｂに位置決め穴５７Ａ。

５７Ｂを係合せしめるようになっている。これにより、
コネクタ５６Ａ、５６Ｂ同士の接続が行われ、走行治具
５０への給電及び走行治具５０と制御装置７０との信号
の伝達が可能となる。

ここで、治具５２上の所定の位置にワーク５３が載置さ
れていれば、ワーク確認用近接スイ、チロ２がこれを検
知し、この検出信号が制御装置７０に送られる。制御装
置７０では、この信号により、ワーク５３が所定位置に
載置されていることを確認すると、クランプ装置６０を
制御してワーク５３を保持せしめ、所定のプログラムに
基づいてスポット溶接ロボット８０を制御して所定のス
ポット溶接作業を行う。このようにして、スポット溶接
作業が行われる。第５図において符号６３は、ボカヨケ
用の近接スイッチを示す。

第６図には、他の例として、移動体として所謂回転治具
を使用した場合が示されている。

この図において、回転治具９０からの制御装置７０への
信号伝達はスリップリング９１を介して行われるように
なっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した移動体として走行治具５０を使用するシステム
にあっては、走行治具５０と制御装置７０との信号の伝
達のため、脱着式コネクタ５６Ａ５６Ｂを使用している
ことから、当該コネクタ５６Ａ、５６Ｂの挿入許容範囲
内に位置決めするための位置決めピン５４Ａ、５４Ｂ及
び位置決め穴５７Ａ、５７Ｂからなる位置決め装置が必
要となる。このため、必要以上に、コストが高くなると
ともに装置が大型化するという不都合があった。

また、この脱着式コネクタ５６Ａ　　５６Ｂは耐久性の
面でも難点があった。一方、上記従来例の移動体として
回転治具９０を使用する場合にあっては、スリップリン
グ９１を使用していることから耐久性に難点があり、メ
ンテナンスが面倒であるという不都合があった。この回
転式の場合、スリップリングを無接点とした水銀ロータ
リコネクタなるものもあるが、非常に高価である。更に
、上記何れの場合にあっても、多極になると装置が大型
化してコストアンプにつながり、信号伝達のため信号の
種類とほぼ同数の多くの接触部（接点部）が必要である
ことから、信軌性に欠け、配線が複雑となるとともに、
メンテナンスが困難であるという不都合があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善し
、とくに、耐久性、信頼性の向上を図り得るとともに、
配線処理を容易としてメンテナンスを容易ならしめるこ
とが可能な移動体の信号伝達システムを提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、移動体と、当該移動体に対応して設けられた
固定側制御装置とを備え、この固定側制御装置が、移動
体側に電源を供給するとともに、当該移動体との間で各
種信号授受を行うことにより所定の制御動作を行う移動
体の信号伝達システムにおいて、移動体と固定側制御装
置とに、前記各種信号を非接触にて授受する一方と他方
の信号空間伝送手段をそれぞれ装備するという構成を採
っている。これによって、前述した目的を達成しようと
するものである。

〔第１実施例〕 以下、本発明の第１実施例を第１図にないし第３図に基
づいて説明する。

ここで、前述した従来例と同−若しくは同等の構成部分
については、同一の符号を用いるものとする。

この実施例は、本発明をスポット溶接ロボットによる車
体自動溶接工程に適用したものである。

第１図には、溝１００に沿って、矢印Ａ方向に移動する
走行治具１と、スポット溶接用ロボット８０と、このス
ポット溶接用ロボット８０を制御する固定側制御装置（
以下、「制御装置」という。

）７０とが示されている。

走行治具１は、前述した従来例と同様に、溝１００内の
図示しないチェーンに係止され、当該チェーンとともに
、図示しない主制御装置（メインコントローラ）により
、制御され矢印Ａ方向に走行駆動されるようになってい
る。この走行治具１は、チェーンとともに走行駆動され
る台車５１と、クランプ装置６０を備えた治具５２とを
含んで構成されている。

クランプ装置６０は、治具本体５２Ａ上に設けられた本
体部６０Ａと、この本体部を構成する支柱６０Ｂに起伏
回動自在に装備されたＬ字状のクランプ３１と、このク
ランプ３１を駆動するピストンロッド３２が装備された
クランプ用シリンダ３３とを備えて構成されている。支
柱６０Ｂの前方には、クランプ出端確認用のリミットス
イッチ３４が設けられており、クランプ用シリンダ３３
の背面には、クランプ戻端確認用のリミットスイッチ３
５が設けられている。本体部６０Ａの支柱ＳＯＢ前方部
分は、クランプ３１とともにワーク５３を挟持するワー
ク載置部を形成している。

クランプ用シリンダ３３には、当該クランプ用シリンダ
３３に装備された図示しないピストンを駆動するソレノ
イドバルブ３６が接続されている。

このソレノイドバルブ３６は、台車５１の前方に設けら
れた一方の信号空間伝送手段としての信号空間伝送ユニ
ット２に接続されている。前記リミットスイッチ３４．
３５及びワーク確認用近接スイッチ６２．ポカヨケ用近
接スイッチ６３も、この信号空間伝送ユニット２に接続
されている。

一方、制御装置７０には、信号空間伝送ユニット２に対
応して、他方の信号空間伝送手段としての信号空間伝送
ユニット３が併設されている。

第２図には、これらの信号空間伝送ユニット２゜３の構
成が概略的に示されている。これらの信号空間伝送ユニ
ット２．３は、本実施例では、所謂磁気信号空間伝送タ
イプのものが使用されている。

一方の信号空間伝送ユニット２としては、入力端子が４
つ、出力端子が一つ設けられたパラレル入出力タイプの
ものが使用され、他方の信号空間伝送ユニット３として
は、入出力端子が１つ設けられたシリアル入出力タイプ
のものが使用されている。また、信号空間伝送ユニット
２は、電源部２Ａ、人出力部２Ｂ、送受信制御部２Ｃ，
送受信部２Ｄ及び送受信コイル２Ｅから構成されている
。

入力端子２ａ〜２ｄには、前述した各種スイッチ３４．
３５，６２．６３が接続されている。出力端子２ｅには
、ソレノイドバルブ３６が接続されている。信号空間伝
送ユニット３も全体的には、これと同様唖構成され、入
出力端子３ａは、制御装置７０に接続されている。

走行治具１を構成する台車５０の側面には、第１図に示
すように、一方の給電用コネクタ４Ａが設けられており
、これに対応して制御装置７０側には、他方の給電用コ
ネクタ４Ｂが設けられている。この他方の給電用コネク
タ４Ｂは、前述した従来例における脱着式コネクタと同
様に、シリンダ５９内に装備されたピストンの往復移動
により、一方の給電用コネクタ４Ａに接続、離間せしめ
られるようになっている。このピストンは、制御装置７
０により制御されるようになっている。

前記スポット溶接用ロボット８０は、スポット溶接用ガ
ン１１を有しており、制御装置１７０に制御されるよう
になっている。

次に、本実施例の全体的動作を第３図の制御装置の制御
プログラムを示すフローチャートに沿って説明する。

この制御プログラムがスタートするのは、走行治具ｌの
走行が開始され、走行開始の合図が主制御装置から制御
装置７０へ入力された時である。

まず、制御装置７０（の図示しないｃｐｕ）では、台車
検出用のセンサ（図示せず）からの検出信号が入力され
たか否かを判断する（ステップ５１０１）。そして、こ
の検出信号が人力されてない場合には、この入力がある
まで、この判断を繰り返す。一定時間後、この検出信号
が入力されると、これを主制御装置に伝えるべく直ちに
合図となる信号を主制御装置に送出する。主制御装置で
は、この信号を受けると、直ちに、チェーンの駆動を停
止する。これにより、台車が定位置（第１図に示す位置
）で停止する。

次に、制御装置７０では、シリンダ５９内のピストンを
駆動する図示しない駆動手段に制御信号を出力する（３
１０２）。これにより、給電用コネクタ４Ｂが図の矢印
Ｂ方向へ移動を開始せしめられる。

次いで、制御装置７０では、コネクタ４Ａ、４Ｂの接続
が完了したか否かを判断しく５１０３）、接続完了後給
電を開始する（Ｓ１０４）。

ここで、所定の位置にワーク５３が載置されていると、
ワーク確認用近接スイッチ６２がこれを検知して「オン
（ＯＮ）Ｊとなるとともに、ポカヨケ用近接スイッチ６
３が「オフ（ＯＦＦ）Ｊとなっている。一方、ワーク５
３が所定の位置に載置されていなければ、ワーク確認用
近接スイッチ６２が「ＯＮ」であっても、ポカヨケ用近
接スイッチ６３が「ＯＮ」となっている。これらの近接
スイッチ６２．６３の信号（パラレル信号）が信号空間
伝送ユニット２に入力され、当該信号空間伝送ユニット
でシリアル信号に変換され、送受信コイル２Ｅから出力
される。

この送受信コイル２Ｅから出力されたシリアル信号が信
号空間伝送ユニット３で受信され、当該信号空間伝送ユ
ニット３を介して、この信号が制御装置７０に送られる
。

制御装置７０では、この信号の入力により、ワーク確認
用近接スイッチ６２がｒＯＮＪでポカヨケ用近接スイッ
チ６３がｒＯＦＦ、となっているか否を判断することに
よりワーク５３が所定の位置にｉｉ！置されているか否
かを判断する（Ｓ１０５）。ここで、ワーク５３が所定
の位置に載置されていない場合には、制御装置７０はワ
ーク位置異常の信号を図示しない警報装置に出力する。

これにより、警報装置が作動して係員がワーク５３の異
常を認識し、所定の位置に載置する。

このようにして、ワーク５３が所定の位置に載置される
と、ステップ５１０５における判断がイエスとなり、制
御装置７０では、クランプ出しの命令信号を信号空間伝
送ユニット３を介して出力する（Ｓ１０６）。このクラ
ンプ出しの命令信号は信号空間伝送ユニット２で受信さ
れ、この信号がソレノイドバルブ３６に送出される。こ
の信号によりソレノイドバルブ３６が駆動され、クラン
プが第１図の矢印Ｃ方向に駆動される。

この時、制御装置７０では、クランプ出端確認用のリミ
ットスイッチ３４からのｒＯＮ、信号が信号空間伝送ユ
ニット２．３を介して入力されたか否かを判断すること
により、クランプ３１によるワーク５３の保持が完了し
たか否かを判断する（３１０７）。そして、クランプ３
１によりワーク５３の保持が完了すると、制御装置７０
では、スポット溶接用ロボット８０に作業開始命令を送
出する（３１０Ｂ）。これにより、所定のプログラムに
従ってスポット溶接用ロボット８０によるスポット溶接
作業が開始される。

次いで、制御装置７０では、作業が完了したか否かを判
断しく３１０９）、作業が完了すると、クランプ戻しの
命令信号を信号空間伝送ユニット３を介しで出力する（
Ｓｉｌｏ）、このクランプ戻しの命令信号は信号空間伝
送ユニット２で受信され、この信号がソレノイドバルブ
３６に送出される。この信号によりソレノイドバルブ３
６が駆動され、クランプ３１が第１図の矢印Ｃ゛方向駆
動される。

この時、制御装置７０では、クランプ戻端確認用リミッ
トスイッチ３５からの「ＯＮ」信号が信号空間伝送ユニ
ット２．３を介して入力されたか否かを判断することに
より、クランプが完全に戻ったか否かを判断する（Ｓｉ
ｌｌ）。

そして、クランプが完全に戻ったことを確認すると、制
御装置７０では、給電用コネクタ４Ａ。

４Ｂの接続を外すべく、シリンダ５９内のピストンを駆
動する図示しない駆動手段に制御信号を出力する（Ｓ１
１２）。これにより、給電用コネクタ４Ｂが図の矢印Ｂ
“方向へ移動を開始せしめられる。次いで、制御装置７
０では、給電用コネクタ４Ｂが完全に戻ったか否かを判
断しく５１１３）、給電コネクタ４Ｂが完全に戻ったこ
とを確認後、制御動作を終了する。

ここで、このフローチャートでは図示していないが、こ
の制御動作終了を示す信号が主制御装置に出力され、主
制御装置では、この信号の入力により、再び、チェーン
の駆動を開始する。すると、次の走行治具が第１図に示
す位置まで回ってくる。

以後、上記と同様の動作が行われる。

このようにして、スポット溶接用ロボット８０によるス
ポット溶接作業が行われる。

以上説明したように本実施例によると、移動体（走行治
具１）と、固定側（制御装置７０）との信号の伝達を信
号空間伝送ユニット２．３により行っているので、この
目的のため、従来用いられていた脱着コネクタが不要と
なり、非接触にて信号の伝達を行うことから、耐久性、
信幀性の向上を図ることができる。また、とくに、信号
数が多数になると、脱着コネクタを使用する場合には当
該脱着コネクタが大きくなり、それに関連する配線が複
雑となり、装置が必然的に大型化するとともに配線処理
、メンテナンスが困難であるという不都合があったが、
本実施例では、末端の機器配線が増えるだけで、信号の
伝送部は変わらないので、省配線が実現できるとともに
、装置の小型化が容易となり、メンテナンスも容易にな
る。更には、本実施例によると、移動体側と固定側との
接続部は電源供給用コネクタ４Ａ、４Ｂのみであるので
、従来のような位置決め装置が不要となり、この面でも
信転性の向上、コストの低減を図ることができる。

〔第２実施例］ 次に、本発明の第２実施例を第４図に基づいて説明する
。

ここで、前述した第１実施例と同−又は同等の構成部分
については、同一の符号を用いるとともに、その説明を
省略する。

この実施例は、前述した第１実施例における走行治具１
に換えて移動体として回転治具２１を使用したものであ
る。

この場合も、制御袋［７０と回転治具２１との信号の伝
達は信号空間伝送ユニット２．３を介して行われるため
、従来使用していたスリップリングが不要となり、上記
第１実施例と同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、移動体と固定側
制御装置とに、各種信号を非接触にて授受する一方と他
方の信号空間伝送手段をそれぞれ装備したことから、非
接触にて信号の伝達が可能となり、これにより耐久性、
信鯨性の向上を図ることができ、また、とくに、信号数
が多数になった場合であっても、末端の機器配線が増え
るだけで信号の伝送部は変わらないので、省配線が実現
でき、配線処理及び、メンテナンスが容易であるととも
に、装置の小型化、コストの低減を図ることができると
いう従来にない優れた移動体の信号伝達システムを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す説明図、第２
図は第１図の信号空間伝送ユニットの具体的構成を示す
説明図、第３図は第１図の制御装置の主要な制御動作を
示すフローチャート、第４図は本発明の第２実施例を示
す説明図、第５図ないし第６図は従来例を示す説明図で
ある。 １・・・・・・移動体としての走行治具、２・・・・・
・一方の信号空間伝送手段としての信号空間伝送ユニッ
ト、３・・・・・・他方の信号空間伝送手段としての信
号空間伝送ユニット、７０・・・・・・固定側制御装置
。 第４図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、移動体と、当該移動体に対応して設けられた固
   定側制御装置とを備え、 この固定側制御装置が、前記移動体側に電源を供給する
   とともに、当該移動体との間で各種信号授受を行うこと
   により所定の制御動作を行う移動体の信号伝達システム
   において、前記移動体と固定側制御装置とに、前記各種
   信号を非接触にて授受する一方と他方の信号空間伝送手
   段をそれぞれ装備したことを特徴とする移動体の信号伝
   達システム。