JPH0520465Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は自動車製造工場での塗布ラインに於
けるロボツトによる自動塗布作業を行う際の塗布
ガンと自動車ボデイ等との衝突による不測の事態
を避けるようにした装置の構造技術分野に属す
る。

而して、この考案は自動車の製造工場に於ける
シーラ等の粘稠剤の塗布を行う等の所定の作業を
ロボツトの手首に連結した塗布ガン等の作業ガン
によつて行うに際し、ロボツトの手首と作業ガン
との間に衝突等のシヨツクにより離脱自在にし得
るように介装した連結装置に関する考案であり、
特に、手首の先端部に設けた連結フランジとそれ
に連結するための作業ガンの基部側の連結フラン
ジとのいづれか一方、或は、双方に弾圧スプリン
グ等の弾機を介装してストツパを常時押圧付勢
し、他方側には該ストツパに係合してロボツトの
手首と作業ガンとを連結状態に維持すると共に、
衝撃印加時には離脱することが出来るようにされ
たフツクが設けられているロボツトの作業ガン連
結装置に係る考案である。

〈従来技術〉 周知の如く、多くの機械装置製造工場等に於い
ては生産効率の向上、コストダウン、省力化、製
品精度の向上等の観点から、全自動制御的なロボ
ツトが導入されて各ラインでの作業を行つてい
る。

一方、各種機械装置の製造工場に於いてはライ
ンにおいて搬送されるワークがコンピユータプロ
グラムによる管理によつて各種のワークが設定さ
れたプロセスで整然と搬送され、ロボツトは設定
されたプログラムに従つてテイーチングされた指
令に従い各ワークに対するワークごとの所定の作
業を行うようにされている。

例えば、自動車製造工場に於いてはロボツトが
組付作業ラインに設置されて所定の作業を行つて
おり、したがつて、ロボツトのテイーチングにお
いてはプログラムに従う順序が入力されるように
され、一方、ライン上を搬送されるボデイに対し
ては誤塗布がなされないように車種ごとのチエツ
クがなされて、複雑なシステムに従い全自動制御
的に多数の種類のボデイに対する車種ごとのシー
ラの塗布がなされるようにされている。

第５図に示す様に、搬送されて来るワークのボ
デイ１に対しロボツト２によるドア取付部、及
び、ドアに対し、シーラ等の接着用の粘稠剤を塗
布する作業が行われるラインがある。

そして、ロボツト２は予めコンピユータを介し
プログラムされたテイーチングによりその手首３
を所定に三次元的に動作させて、該手首３の先端
に連結した作業ガンとしての塗布ガンにより設計
通りのシーラ等の粘稠剤の塗布を行うようにされ
ている。

したがつて、この場合、ラインを搬送されて来
るボデイ１はコンピユータプログラムによる順番
通りの搬送がなされると共に、ロボツト２には当
該順番通りのボデイ１に対するテイーチングが行
われて両者がコンピユータによりマツチングする
ことが効率的な塗布を行う前提条件となつてお
り、ボデイ１，１…側に対してはロボツト２によ
る塗布作業の前にプログラムに従う順番通りの車
種チエツクが行われている。

そこで、第６図に示すロボツト２の手首３と塗
布ガン４との間には確実なテイーチングに従う塗
布を保証するべく連結状態が維持されるために、
通常は対向部に連結フランジ５，６が介装されて
ボルト７，７により緊締固着して強固に連結され
ている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、１つのラインに多種多様の車種
のボデイが搬送され、又、ロボツトは当該車種ご
とのテイーチングに従う塗布作業を行う複雑なシ
ステムのために極めてレアケースながら、車種チ
エツクミスやテイーチングミスが生じ、塗布ガン
４とボデイ１との間の干渉が生じて塗布ガンの損
傷が生じ、したがつて、その結果、塗布ガン４の
交換や保守に多数の工数を要して、結果的に、コ
ストアツプにつながるという不利点があるのみな
らず、塗布ガン４の保守点検整備等のためにロボ
ツト２を停止せねばならず、それによつてライン
のストツプに結び付き、作業能率の低下につなが
るという不具合がある。

又、衝撃の大きな場合には、単に塗布ガンの損
傷ばかりでなく、ロボツトの手首にも破損が及
び、ロボツトの復旧、作業再開には多大な時間を
要し、他のラインにも影響が及ぶというマイナス
点がある。

これに対処するに、塗布ガンの諸機構部にタツ
チセンサを取り付けたり、ロボツトアーム部に振
動センサを取り付けるようにする手段もあるが、
これらの手段は衝突を検知しても単にロボツトの
停止につながるのみであつて、塗布ガンのツール
部等に衝突時の逃げ機構が設けられていないため
に、結果的には破損を避けられないという欠点が
あつた。

而して、ロボツトによるワークへの粘稠剤の塗
布作業を作業ガンで行う技術としては、その精度
向上のために、例えば、特開昭61−93858号公報
発明や特開昭61−216766号公報発明等が開発され
て精度の高い粘稠剤の塗布作業が行われるように
した技術が実用化されている。

この考案の目的は上述従来技術に基づく機械製
造工場の作業ラインにおいて、粘稠剤塗布等をロ
ボツトによつて自動的に行う際のテイーチングミ
スや車種チエツクミス等により作業ガンとワーク
との干渉時に生ずる該作業ガンの損傷の問題点を
解決すべき技術的課題とし、設定荷重以上の不測
の荷重が作業ガンに印加した場合には自動的に作
業ガンがロボツトの手首から離脱し、ロボツトを
停止して不測の損傷を避け、又、迅速、且つ、容
易に作業ガンのロボツトの手首に対する再装着が
行えるようにし、ロボツト、及び、ラインの停止
を極めて短時間にし、作業能率の低下を避けるよ
うにして各種機械製造産業における自動化技術利
用分野に益する優れたロボツトの作業ガン連結装
置を提供せんとするものである。

〈問題点を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述実用新案登録請求の範囲を
要旨とするこの考案の構成は前述問題点を解決す
るために、機械製造産業における所定作業ライン
に設置されたロボツトが所定にプログラムされた
テイーチングに従いライン上を同じく所定プログ
ラムに従つて種類ごとに順番に搬送されて来るワ
ークに対し、ロボツトの手首を介して連結された
作業ガンにより所定の作業を行うに際し、不測に
してテイーチングミスや搬送されて来るワークの
種類チエツク等にミスがあつた場合に当該ワーク
と作業ガンとが干渉して設定荷重以上の荷重が作
業ガンに印加されると、該作業ガンとロボツトの
手首の対向部に相互の連結フランジを介して連結
されている装置の手首の作業ガンの各連結フラン
ジのいづれか少くとも一方に設けられた弾圧スプ
リング等の弾機によりボール等のストツパが他方
のフツクに対する係合が解離されて作業ガンはロ
ボツトの手首から離脱し、その間、他の機器やワ
ークに対する落下が防止されるようにチエーンや
ワイヤ等により作業ガンが宙吊り状態にされ、所
定の調整作業がなされて再び作業ガンをロボツト
の手首に装着するに際してはいづれか一方に設け
られたピンと他方に設けられたピン係合部がスム
ーズにガイドされてワンタツチ裡に作業ガンの連
結フランジと手首の連結フランジが位置決め連結
されて所定の作業が直ちに再開され得るようにし
た技術的手段を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この考案の１実施例を第１〜４図に基づ
いて説明すれば以下の通りである。尚、第５，６
図と同一態様部分は同一符号を用いて説明するも
のとする。

第５，６図に示すロボツト２の手首３の先端部
に連結される作業ガンとしての塗布ガン４は手首
３の連結フランジ５と塗布ガン４の基部の連結フ
ランジ６とが次述する如く設定負荷以内の応力で
は連結され、設定負荷以上の衝撃荷重では離脱自
在に連結されており、塗布ガン４側の連結フラン
ジ６の周辺所定部位には第３図に示す様に、外側
に連通するノツチ８が穿設され、該ノツチ８に対
応する部位の手首３の連結フランジ５には位置決
めピン８が圧入されている。

そして、塗布ガン４の連結フランジ６の中心部
位には同心的に断面円形のブツシユ９が一体的に
形成されており、その中心孔１２は周公知の離脱
を検知するセンサ１１が圧入されてねじ１２でブ
ツシユ９に固定されて、その先端側は手首３の連
結フランジ５を介して手首３の先端面に当接して
当接状態では連結姿勢を、又、離脱時には離脱を
図示しない所定のシーケンス装置に接続され、離
脱した状態ではロボツト２を急停止するようにさ
れている。

尚、センサ１１はリード線１１′を介して図示
しないシーケンス装置に電気的に接続されてい
る。

而して、ブツシユ９の先端部にはテーパ状の膨
径部１３がフツクを成して最外周部のリング状の
エツジを形成している。

一方、手首３側の連結フランジ５の周方向には
所定数、当該実施例では６つの等間隔の所定サイ
ズの孔１４，１４…が周面から中心方向に向けて
穿設されており、その内端テーパ部にはストツパ
としてのボール１５が各々内側へ抜け止めされて
露呈した状態で挿入されており、弾機としての弾
圧スプリング１６を介してねじ１９により内向き
付勢されてセツトされており、通常連結状態では
ブツシユ９の膨径部１３のフツクの内側テーパ面
１３′に係合して所定荷重以内では塗布ガン４を
手首３に連結しており、設定荷重以上の衝撃荷重
が塗布ガン４に印加されると、そのモーメントに
よりフツク１３の内側テーパ面１３′がボール１
５をして弾圧スプリング１６に抗し離脱し、結果
的に、直ちに塗布ガン４が手首３から脱落し、セ
ンサ１１が脱落信号をシーケンス装置に送信して
ロボツト２を停止するようにされている。

尚、弾圧スプリング１６のバネ定数はボデイ１
に対する倣い荷重やシーラホースによる引張り荷
重、更には、ロボツト２の動作による手首３の立
体作業時の加減速時の荷重等へはフツク１３がボ
ール１５を乗り越えることがないようにされ、そ
れらの通常作業時以上の荷重、即ち、塗布ガン４
にボデイ等に対する衝突荷重が印加された時のみ
フツク１３がボール１５を乗り越えるようなバネ
定数にされている。

そして、第３，４図に示す様に、連結フランジ
６の底面と連結フランジ５の周面の所定部位には
ピン１８，１８′を介して相互の間にワイヤ１９
が所定長さ連結されて、手首３から離脱した塗布
ガン４の落下状態を宙吊りにして搬送されて来る
ボデイ１や他の機器に衝突しないようにされてい
る。

このようにして、この考案の要旨を成す連結装
置２０が構成されている。

上述構成において、在来態様同様に第５図に示
す様に、図示しないコンベヤを介してワークとし
ての自動車のボデイ１がライン上を順次搬送され
て来るが、先述した如く、１つのライン上をコン
ピユータによるプログラムを介して自動車のボデ
イ１，１…がロボツト２の直前にて所定の車種チ
エツクをなされ、当該ボデイ１に対しロボツト２
がその塗布ガン４を介して所定プログラムに従つ
たテイーチングによりそのドア部に粘稠剤として
のシーラを塗布する。

而して、先述した如く、かかる自動ラインに於
いてシステムは極めて複雑であるために、不測に
して車種チエツクミスが生じたり、テイーチング
ミスがあると、ロボツト２の手首３の動作に相対
的なミスが生じてボデイ１に干渉する動作にな
る。

この場合、塗布ガン４に第２図に示す矢印方向
の不測の干渉荷重が印加されると、当該干渉荷重
は通常の手首３の立体動作時の加減速時の荷重以
上の荷重であるために、塗布ガン４にモーメント
が生じてブツシユ９のフツク１３が変動してその
内側テーパ部がボール１５を弾圧スプリング１６
に抗して乗り越え離脱する。

したがつて、塗布ガン４は手首３から離脱し、
その離脱信号はセンサ１１により検出されてリー
ド線１１′により図示しないシーケンス装置によ
り送信されてロボツト２は直ちに停止する。

しかしながら、手首３から離脱した塗布ガン４
はワイヤ１９により宙吊り状態になつてボデイ１
や他の機器に対する干渉をすることなく二次的な
トラブルは防がれる。

そして、ワイヤ１９により宙吊り状態になつて
いる塗布ガン４に対してはロボツト２が停止して
いるために、引き摺つたり、ボデイ１との干渉に
よる損傷を塗布ガン４のボデイ１の一方、又は、
双方に与える虞は全くない。

そして、ロボツト２の停止により直ちに警報装
置によつて作業員が宙吊り状態の塗布ガン４を持
ち上げて、その連結フランジ６のノツチ８をして
手首３の連結フランジ５の位置決めピン８′に位
置決めすることにより、ブツシユ９は直ちに連結
フランジ５の孔に挿入されて押し込むことにより
フツク１３のテーパ面は弾圧スプリング１６に抗
してボール１５を外方に押し出してワンタツチに
装着出来、フツク１３のテーパ面がボール１５を
乗り越えると弾圧スプリング１６によりボール１
５はフツク１３の内側テーパ面に押圧して塗布ガ
ン４を連結状態にし、そこで直ちに再びシーラの
塗布作業を行つていく。

この間の離脱検知から再装着間では極めて短い
時間で再装着はワンタツチで行うことが出来る。

尚、この考案の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、ストツパに
ついてはボールに代えてコツタにし、弾圧スプリ
ングに代えて板バネにしたりする等種々の態様が
採用可能である。

又、設計変更的にはフツクとストツパを作業ガ
ンと手首の逆側に設けたり、双方に設けたりする
ことも可能である。

そして、適用対象はシーラ等の粘稠剤の塗布用
のロボツトばかりでなく、他の塗装作業や溶接作
業のロボツトにも適用出来ることは勿論のことで
ある。

又、対象のロボツトは製造工場のロボツトばか
りでなく、他の機械製造工場等のロボツトにも適
用出来ることは勿論のことである。

〈考案の効果〉 以上、この考案によれば、自動車製造工場のシ
ーラ等の粘稠剤の塗布作業を行うようなロボツト
において、その手首と作業ガンを連結する装置を
両者間に介装させて所定の手首の立体的な加減速
作動や倣い荷重やシーラホースによる引張り荷重
等の通常の作業では作業ガンが手首から離脱する
ことなく、ワークに対する衝突等の際の設定荷重
以上の荷重が印加された時のみ作業ガンが手首か
ら離脱するようにされていることにより、ワーク
の種類ごとのチエツクやロボツトに対するテイー
チング等のミスがあつた場合にロボツトの作業ガ
ンとワークとの間に干渉が生じても両者の一方、
或は、双方に何ら損傷が生ぜず、したがつて、作
業ガンは勿論のこと、ロボツトの修理や交換、保
守点検等を行わずに済み、その間のロボツトやラ
インの停止がなく、ラインの作業能率が著しく向
上するという優れた効果が奏される。

又、搬送されて来るワークに損傷が生じないた
めに製品歩留も良く、製品精度を低下させること
がないという効果もある。

而して、ロボツトの手首と該手首に連結する作
業ガンの双方に設けた連結フランジの少くとも一
方に弾機に押圧されるボール等のストツパと、他
方に当該ストツパに係合離反自在なフツクが設け
られていることにより、又、弾機のバネ定数を設
定荷重以上ではフツクがストツパから離脱するよ
うにしておくことにより、通常の倣い作業や周辺
機器の摩擦や引張り荷重では作業ガンがロボツト
の手首から離脱することなく通常のロボツト作業
を行うことが出来、上述した如く、不測の事態に
より作業ガンとワークが干渉する場合には直ちに
作業ガンと手首から離脱するために、大きな損傷
が作業ガンやワークに生ずる以前に作業ガンが手
首から脱落してロボツトを停止させることが出
来、簡単に作業ガンが手首から離脱することから
フツクをストツパに押し込んで装着するだけで直
ちにロボツトの再稼働が行われ、そのため、上述
した如く、ロボツトやラインの停止時間が著しく
少く、ラインの効率を低下させないという優れた
効果が奏される。

そのため、メンテナンス工数も著しく少くな
り、ロボツトや作業ガンの耐久性も向上し、ラン
ニングコストを下げることが出来るという優れた
効果が奏される。

又、ロボツトや作業ガンはほとんど在来態様の
作業ガンと同様な設計態様がとれるために、イニ
シヤルコストもほとんど増加しないという効果が
ある。

又、従来のロボツトに特別な制御回路や機構を
設ける必要がないため、この点からもイニシヤル
コストを押し上げるということがないという利点
がある。

そして、脱落後の再装着に熟練が要らないため
に、緊急事態の場合にも容易に対処することが出
来るという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの考案の１実施例の説明図であ
り、第１図は手首と作業ガンの接続部の部分断面
側面図、第２図は同平面図、第３図は第１図３視
図、第４図は同第１図４視図、第５図はロボツト
による作業正面図、第６図はロボツトによる作業
ガンの側面図である。 ２……ロボツト、３……手首、４……塗布ガ
ン、２０……連結装置、５，６……連結フラン
ジ、１６……弾機、１５……ストツパ、１３……
フツク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ロボツトの手首と該手首に連結する作業ガンの
   基部との間に介装する離脱自在の連結装置におい
   て、上記手首の先端部に設けた連結フランジと上
   記作業ガンの基部の連結フランジの少くともいづ
   れか一方に弾機に押圧されるストツパが設けら
   れ、他方には該ストツパに係合離脱自在なフツク
   が付設されていることを特徴とするロボツトの作
   業ガン連結装置。