JPH06122095A - ワーク位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組立方向にワークの表・裏面を開放できるよ
うにし、もって工程分割による追加組立を不要とする。 【構成】 メインワークＷ１を位置決め固定するワーク
固定手段２６，２７を有する第１の治具２１とサブワー
クＷ２，Ｗ３を位置決め固定するワーク固定手段３１，
３２を有する第２の治具２２とを脱着自在に結合し、第
１の治具２１をハンドリング用ロボット２３に持たせ、
第１、第２の治具２１、２２の結合状態でメインワーク
Ｗ１に対してサブワークＷ２，Ｗ３を表面側から溶接し
た後、ロボット２３の動作で第１の治具２１を反転し、
裏面側の溶接を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のワークを組立位
置に位置決めするためのワーク位置決め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車の足回り部品であるサス
ペンションアームは、図９に示すように、異形のアーム
本体（メインワーク）Ｗ１と、このアーム本体Ｗ１の２
つの脚部端に一体化されたチューブ状の小物部品（サブ
ワーク）Ｗ２、Ｗ３とから成っている。そして従来、こ
のサスペンションアームの組立（仮組立）を行うには、
同じく図９に示すように、板状の治具本体１上に、アー
ム本体Ｗ１を位置決め固定する複数（３つ）の位置決め
ピン２およびクランプ装置３と、小物部品Ｗ２、Ｗ３を
位置決め固定するクランプ装置４ａ，４ｂとを設けた治
具５を用意し、この治具５を、図１０に示すように溶接
用ロボット（組立装置）６に対する所定位置に配置して
おき、ハンドリング用ロボット７によりこの治具５上の
所定位置に各ワークＷ１、Ｗ２、Ｗ３を投入し、これら
ワークを前記各クランプ装置にて固定した後、溶接用ロ
ボット６により溶接（仮付け）を行うようにしていた。
なお、図１０中、８はアーム本体Ｗ１をハンドリング用
ロボット７に対する受渡し位置に搬入する搬送コンベ
ア、９ａ、９ｂは小物部品Ｗ２、Ｗ３のそれぞれを該ロ
ボット７に対する受渡し位置に搬入する整列装置であ
る。

【０００３】ところで、上記治具５の利用によれば、治
具本体１上に多数の位置決めピン２やクランプ装置３，
４ａ，４ｂが配置されているため、これらとの干渉によ
り溶接用ロボット６が任意の溶接姿勢をとることができ
ず、表面側からの溶接のみに限定されるという制約があ
った。そこで従来は、図１０に示すように、前記溶接用
ロボット６に第２の溶接用ロボット10を並設すると共
に、前記両溶接用ロボット６と10との間に第２のハンド
リング用ロボット11を配置し、この第２のハンドリング
用ロボット11を作動させて、そのアーム先端に持たせた
簡単なチャック装置12に前記治具５上の仮組立体Ｗを受
取り、これを第２の溶接用ロボット10側へハンドリング
して、別途設けた反転装置（ロボット）13の治具（位置
決めピンやクランプ装置を有する）14に受渡しし、該反
転装置13の反転動作と溶接用ロボット10の作動とにより
裏面側（一部側面も含む）の溶接を行うようにしてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来、治具
を用いて複数のワークを組立位置に位置決めし組立を行
おうとすると、治具上の位置決めピンやクランプ装置
（ワーク固定手段）との干渉により組立方向（溶接方
向）が制限されるため、工程を分割して位置決めをし直
して追加組立を行わざるを得ず、生産能率の低下はもと
より、設備の２重投資による設置スペースの拡大や設備
コストの増大が避けられないという問題があった。

【０００５】なお、上記態様において、第２のハンドリ
ング用ロボット11に反転装置13が有するごとき治具（1
4）を持たせ、該治具に仮組立体Ｗを直接保持させて反
転位置決めするようにすれば、第１の溶接用ロボット６
をそのまゝ利用することも可能となるが、治具５上の位
置決めピンやクランプ装置との干渉の問題があるため、
そのような治具（14）をロボット11に持たせることは実
質不可能で、上記した工程分割に頼らざるを得ない現状
にあった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決すること
を課題としてなされたもので、その目的とするところ
は、組立方向にワークの表・裏面を開放できるように
し、もって工程分割による追加組立を不要とするワーク
位置決め装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、メインワークを位置決め固定するワーク
固定手段を上面に有する第１の治具とサブワークを位置
決め固定するワーク固定手段を上面に有する第２の治具
とを備え、前記第１の治具は、その下面に設けた位置決
め穴に前記第２の治具に突設した位置決めピンを係合さ
せて該第２の治具に脱着自在に結合し、かつ前記第１の
治具をハンドリング用ロボットに持たせるように構成し
たことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記のように構成したワーク位置決め装置にお
いては、位置決め穴と位置決めピンとの係合により第１
の治具と第２の治具との相対位置が定まるので、複数の
ワークを組付位置に正確に位置決めすることができ、こ
の状態で組立装置により表面側の必要部分の自動組立を
行うことができる。しかも、第１の治具をハンドリング
用ロボットに持たせたので、該ロボットにより第１の治
具を第２の治具から分離し反転位置決めすれば、ワーク
の裏面側が上方へ開放され、同じ組立装置により裏面側
の必要部分の組立を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。

【００１０】図１〜７は本発明にかゝるワーク位置決め
装置を、図８は本ワーク位置決め装置を含む組立システ
ムをそれぞれ示したものである。なお、本実施例は前記
サスペンションアームの組立（溶接）に用いられるもの
で、これらの図において前出図９および図１０に示した
部分と同一部分には同一符号を付し、こゝではその説明
を省略する。これらの図において、20は本発明にかゝる
ワーク位置決め装置であり、アーム本体Ｗ１を位置決め
固定する第１の治具21と、小物部品Ｗ２，Ｗ３を位置決
め固定する第２の治具22と、第１の治具21を保持するハ
ンドリング用ロボット23とから概略構成され、第１の治
具21と第２の治具22とは脱着自在に結合し得るようにな
っている。

【００１１】第１の治具21は、図１〜５に良く示される
ように、異形板状の治具本体25を備えると共に、この治
具本体25上に同種の３つの位置決めピン26と同種の３つ
のクランプ装置27とを設けている。位置決めピン26とク
ランプ装置27とは、各１つが対となってワーク固定手段
を構成し、協働してアーム本体Ｗ１の３箇所を位置決め
固定するものとなっている。より詳しくは、各位置決め
ピン26は、軸状の本体部26ａと、本体部26ａの上端に突
設されアーム本体Ｗ１の位置決め穴（図示略）に挿入可
能な先細の係合部26ｂとを備え、本体部26ａと係合部26
ｂとの間の段差面をアーム本体Ｗ１を着座させる受け面
26ｃとして提供している（図５）。また各クランプ装置
27は、治具本体25に植立された支持部材27ａと、この支
持部材27ａに昇降および回動可能に支持されたクランプ
アーム27ｂと、支持部材27ａに内蔵されクランプアーム
25ｂを昇降および回転駆動する駆動手段（図示略）とを
備えている。なお、クランプアーム27ｂの先端部には前
記位置決めピン26の係合部26ｂを受入れるための凹部27
ｃが形成されている。

【００１２】上記ワーク固定手段により、いま、クラン
プアーム27ｂを位置決めピン26の上方から逃がした位置
（アンクランプ位置）に移動させた状態のもと、位置決
めピン26の係合部26ｂを案内にアーム本体Ｗ１を位置決
めピン26の受け面26ｃ上に着座させ、その後、クランプ
アーム27ｂを位置決めピン26の上方（クランプ位置）に
戻して、これを下動させると、クランプアーム27ｂは、
その凹部27ｃに位置決めピン26の係合部26ｂの一部を受
入れつゝ、アーム本体Ｗ１を位置決めピン26に対して押
え（図５）、これによりアーム本体Ｗ１は第１の治具21
上に強固に位置決め固定される。こゝで、前記ワーク固
定手段による固定位置は、アーム本体Ｗ１の脚部端、す
なわち小物部品Ｗ２，Ｗ３の結合端部よりかなり内側と
され、治具本体25はこの固定箇所をカバーするに足る必
要最小限の大きさに形成されている。

【００１３】一方、第２の治具22は、図１、２、６およ
び７に良く示されるように、矩形平板状の治具本体30を
備えると共に、この治具本体30上に、異種の２つのクラ
ンプ装置31，32と同種の３つの位置決めピン33とを設け
ている。前記クランプ装置のうち、一方のクランプ装置
31は小物部品Ｗ２を上下方向で位置決め固定するための
ワーク固定手段を構成し、上面にワーク位置決め部34を
有する架台35と、この架台35に固設された支持部材36
と、この支持部材36に昇降および回動可能に支持された
クランプアーム37と、支持部材36に内蔵され前記クラン
プアーム37を昇降および回転駆動する駆動手段（図示
略）とを備えている。クランプアーム37は、その先端に
小物部品Ｗ２を押えるワーク押え38を有し、図１に示す
クランプ位置と図６に示すアンクランプ位置との間で回
転するようになっている。そして、クランプアーム37を
アンクランプ位置に回転させた状態で位置決め部34に小
物部品Ｗ２をセットし、その後、クランプアーム37をク
ランプ位置に戻してこれを下動させれば、小物部品Ｗ２
は位置決め部34とワーク押え38とにより両端から挾持さ
れるようになる。

【００１４】他のクランプ装置32は、小物部品Ｗ３を左
右方向で位置決め固定するワーク固定手段を構成し、治
具本体30上に立設された支持部材39と、この支持部材39
の上部に設けられ左右一対のチャック爪40を有するチャ
ックシリンダ41とを備えている。各チャック爪40はその
先端に小物部品Ｗ３の中空内部に嵌入可能な係合部42を
有しており、いま一対のチャック爪40を開いてこの間に
小物部品Ｗ３を位置決めした後、チャック爪40を閉じる
と、前記係合部42が小物部品Ｗ３の中空内部に嵌入し、
該小物部品は高精度に位置決め固定されるようになる。

【００１５】また、第２の治具22上の位置決めピン33
は、前記第１の治具21上の位置決めピン26とほヾ同じ形
状を有しており、軸状の本体部33ａと、本体部33ａの上
端に突設された先細の係合部33ｂとを備え、本体部33ａ
と係合部33ｂとの間の段差面を第１の治具21を着座させ
る受け面33ｃとして提供している（図５）。第１の治具
21の治具本体25の裏面には、前記係合部33ｂを受入れる
位置決め穴45を有する位置決め部材46が突設されてお
り、第１の治具21は、その位置決め穴45に前記係合部33
ｂを嵌入しつゝ前記受け面33ｃ上に着座され、これによ
り第１の治具21は第２の治具22に脱着自在に結合される
ようになる。なお、第１の治具21の治具本体25の一側部
にはハンドリング用ロボット23への取付部となる取付板
47が固設されている。

【００１６】上記のように構成したワーク位置決め装置
20は、図８に示すように、溶接用ロボット６と各ワーク
をハンドリングするハンドリング用ロボット７との間に
配置され、実用に供される。この場合、本ワーク位置決
め装置20を構成する第２の治具22は溶接用ロボット６お
よびハンドリング用ロボット７の行動半径内に位置固定
状態で配置される。また、本ワーク位置決め装置20の側
方には、次工程へ受渡す仮組立体Ｗを一次的に載せるた
めのワーク載置台15が設置されている。

【００１７】サスペンションアームの組立に際しては、
図１および図２に示すように、予め位置決めピン33と位
置決め穴45との係合により、第２の治具22上に第１の治
具21を結合し、第１の治具21上のクランプ装置27のクラ
ンプアーム27ｂと第２の治具22上のクランプ装置31のク
ランプアーム37とをアンクランプ位置に回動させ、かつ
第２の治具22上のクランプ装置32の一対のチャック爪40
を開いた状態としておく。そして先ず、ハンドリング用
ロボット７の作動により、搬送コンベア８からアーム本
体Ｗ１を、２つの整列装置９ａ、９ｂから小物部品Ｗ
２，Ｗ３をそれぞれ取り出し、これらを第１、第２の治
具21，22上の所定位置に順次投入する。次に、それぞれ
の投入完了により各クランプ装置27，31，32を作動さ
せ、前記各クランプアーム27ｂ、37をクランプ位置に戻
して下降させ、あるいはチャック爪40を閉じる。これに
より、アーム本体Ｗ１は第１の治具21上の所定位置に、
小物部品Ｗ２およびＷ３は第２の治具22上の所定位置に
それぞれ固定される。

【００１８】上記各ワークの治具21，22上への位置決め
固定を終えたら、その完了信号により溶接用ロボット６
が作動する。ロボット６は、予め記憶したティーチング
内容に従って待期位置から第１、第２の治具21，22の上
方へ溶接トーチ（図示略）を移動させ、アーム本体Ｗ１
と各小物部品Ｗ２，Ｗ３との接合部の必要部分を上面側
から溶接（仮付け）する。この上面側からの溶接を終え
たら、溶接用ロボット６は待期位置へ復帰し、続いて本
ワーク位置決め装置20を構成するハンドリング用ロボッ
ト23が作動する。ハンドリング用ロボット23は、予め記
憶したティーチング内容に従って、先ず第１の治具21を
持上げて第２の治具22から分離し、続いて第１の治具21
を１８０度反転位置決めする。第１の治具21上には、前
記仮付けにより一体化された仮組立体Ｗが位置決め保持
されており、前記反転によりその裏面側が上方へ開放さ
れる。その後、溶接用ロボット６が再作動され、アーム
本体Ｗ１と各小物部品Ｗ２，Ｗ３との接合部の裏面側の
必要部分が溶接され、これにてサスペンションアームの
組立（仮付け）は完了する。

【００１９】その後、ハンドリング用ロボット23が第１
の治具21をワーク載置台15の上方へ移送し、その位置で
各クランプ装置27がアンクランプ動作し、仮組立体Ｗが
ワーク載置台15上の所定位置に落とし込まれる。そし
て、このワーク載置台15への仮組立体Ｗの移載後、ハン
ドリング用ロボット23は原位置に復帰し、第１の治具21
を再び第２の治具22に結合し、以降、上記動作の繰返し
により次のサスペンションアームが組立てられる。

【００２０】なお、上記実施例において、溶接による組
立への適用例を示したが、その組立の作業内容は任意で
あり、本発明はねじ止め、かしめ等による組立にも適用
できる。この場合、治具に力が加わるので、ハンドリン
グ用ロボット23により反転した第１の治具21を載せるた
めの治具受けを、第２の治具22上に、あるいは別途設け
るのが望ましい。また上記実施例において、サブワーク
として２つの小物部品を要する場合について説明した
が、このサブワークの数は任意であり、１つでも３つ以
上あってもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝるワーク位置決め装置によれば、２つの治具を脱着
自在に結合すると共に、一方の治具をハンドリング用ロ
ボットに持たせて反転位置決めできるようにしたので、
組立方向にワークの表・裏面を開放することができ、工
程を分けて組立作業を行う必要がなくなり、生産能率の
向上に大きく寄与するばかりか、設備の２重投資による
設置スペースの拡大や設備コストの増大を未然に回避し
得る効果がある。またハンドリング用ロボットを次工程
への組立体の搬送の移送手段としてそのまゝ用いること
ができるので、生産ラインの合理化にも大きく寄与する
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝるワーク位置決め装置の構造を示
す平面図である。

【図２】図１のＡ矢視線に沿う側面図である。

【図３】本ワーク位置決め装置の一部である第１の治具
の構造を示す平面図である。

【図４】図３のＢ矢視線に沿う側面図である。

【図５】図４のＣ部を拡大して示す断面図である。

【図６】本ワーク位置決め装置の一部である第２の治具
の構造を示す平面図である。

【図７】図６のＤ矢視線に沿う側面図である。

【図８】本ワーク位置決め装置を含む組立システムを模
式的に示す平面図である。

【図９】従来のワーク位置決め装置を構成する治具の構
造を示す平面図である。

【図１０】従来のワーク位置決め装置を含む組立システ
ムを模式的に示す平面図である。

【符号の説明】

21 第１の治具 22 第２の治具 23 ハンドリング用ロボット 26 位置決めピン 27 クランプ装置 31 クランプ装置 32 クランプ装置 33 位置決めピン 45 位置決め穴 W1 メインワーク W2 サブワーク W3 サブワーク Ｗ 仮組立体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メインワークを位置決め固定するワーク
   固定手段を上面に有する第１の治具とサブワークを位置
   決め固定するワーク固定手段を上面に有する第２の治具
   とを備え、前記第１の治具は、その下面に設けた位置決
   め穴に前記第２の治具に突設した位置決めピンを係合さ
   せて該第２の治具に脱着自在に結合し、かつ前記第１の
   治具をハンドリング用ロボットに持たせたことを特徴と
   するワーク位置決め装置。