KR101076085B1

KR101076085B1 - 작업물 반송 장치

Info

Publication number: KR101076085B1
Application number: KR1020097025587A
Authority: KR
Inventors: 히또시 고노스; 다다시 오다시마
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2011-10-21
Also published as: CA2692825C; AU2008283289B2; CN101765476A; CA2692825A1; AU2008283289B9; RU2009149648A; EP2177307A4; CN101765476B; RU2434735C2; ZA201000659B; EP2177307B8; BRPI0813853A2; WO2009017214A1; TWI337909B; US8419338B2; KR20100004120A; US20100183414A1; AU2008283289A1; EP2177307A1; JP4631881B2

Abstract

종래의 작업물 반송 장치에서는, 작업물의 승강용의 구동 수단과 회전 동작용의 구동 수단의 양쪽을 설치할 필요가 있었으므로, 장치가 대형화 및 대중량화되어 있었다. 본 발명에 관한 작업물 반송 장치(1)는, 작업물이 되는 윈도(5)를 파지하는 파지구(20)와, 파지구(20)를 이동 가능하게 지지하는 지지 아암(10)을 구비하고, 파지구(20)로 파지한 윈도(5)를 지지 아암(10)에 의해 윈도(5)가 조립 부착되는 윈도 프레임(7a, 7b)까지 반송하는 동시에, 윈도(5)의 자세를 윈도 프레임(7a, 7b)에 따른 자세로 변경한다. 또한, 지지 아암(10)을, 복수의 링크(11, 12, 13, 14)가 폐루프 형상으로 접속되는 폐루프 링크 기구로 구성하는 동시에, 지지 아암(10)의 파지구(20)에 접속되는 한 쌍의 링크(13, 14) 중, 어느 한쪽의 링크(13 또는 14)에 대한 파지구(20)의 자세를 고정 가능하게 구성한다.

작업물 반송 장치, 지지 아암, 윈도, 파지구, 링크

Description

작업물 반송 장치 {WORK TRANSFER APPARATUS}

본 발명은, 파지구로 파지한 작업물을 지지 아암에 의해 작업물이 조립 부착되는 작업물 조립 부착 위치까지 반송하는 동시에, 상기 작업물의 자세를 작업물 조립 부착 위치에 따른 자세로 변경하는 작업물 반송 장치에 관한 것이다.

종래, 자동차의 조립 공정에 있어서는, 1명의 작업자로는 운반이나 피설치물에 대한 위치 결정 및 장착을 행하는 것이 곤란한 작업물(전방 유리나 후방 유리 등의 이른바 「대형 작업물」)을 차체에 장착하는 경우에, 상기 작업자의 조작력에 기초하여 어시스트력을 발생시켜, 상기 작업물의 중량의 일부 또는 전부를 지지함으로써 작업물의 지지 부담을 경감시키는 동시에, 상기 작업물을 이동시켜 작업물의 조작 부담을 경감시키는, 작업물 반송 장치가 이용되고 있다. 이러한 작업물 반송 장치는, 파워 어시스트 장치로서 널리 알려져 있다.

이러한 작업물 반송 장치로서, 작업물을 파지하는 파지 수단과, 상기 파지 수단을 상하로 구동하는 동시에 경사 가능하게 지지하는 구동 수단을 구비하는 작업물 승강 장치가 일본 특허 출원 공개 평11-245124호 공보에 개시되어 있다. 이 작업물 승강 장치는, 작업자에 의해 조작된 상기 파지 수단의 기울기를 검출하고, 검출한 기울기의 방향 및 크기에 기초하여 상기 구동 수단에 의해 상기 파지 수단 을 승강한다.

상기 지지 수단에 의한 파지 수단의 승강은, 예를 들어 지지 수단에 설치되는 구동 수단에 의해 상기 지지 수단을 신축시킴으로써 행해지고 있다.

일반적으로, 작업물 반송 장치는, 작업물이 조립 부착되는 피조립 부착체의 위치까지 작업물을 반송한 후에, 상기 피조립 부착체의 작업물 조립 부착 위치에 작업물을 조립 부착한다. 여기서, 예를 들어 상기 파지 수단을 지지 수단에 대해 경사시킴으로써, 작업물의 자세가 상기 작업물 조립 부착 위치에 대응한 자세가 되도록 하는 것이 가능하다.

전술한 바와 같은 작업물 승강 장치에 있어서는, 상기 파지 수단을 상기 지지 수단에 대해 회전 동작시키는 모터 등의 구동 수단이 설치되어 있고, 상기 구동 수단에 의해 파지 수단을 회전시킴으로써, 작업물을 작업물 조립 부착 위치의 경사에 대응한 자세로 경사시키는 것이 가능하다.

이와 같이, 일본 특허 출원 공개 평11-245124호 공보에 개시되는 작업물 승강 장치에 있어서는, 작업물을 승강시키기 위한 구동 수단과, 작업물을 회전 동작시키기 위한 구동 수단이 개별로 구비되어 있다.

이러한 작업물 승강 장치에 있어서는, 예를 들어 피조립 부착체가 되는 차체의 창틀에 작업물이 되는 유리를 조립하는 경우, 상기 유리를 파지한 파지 수단을 승강용의 구동 수단에 의해 하강시키면서, 회전 동작용의 구동 수단에 의해 상기 파지 수단을 회전시켜, 상기 창틀의 경사에 대응한 자세로 경사시키고 있다.

이 경우, 유리의 회전 동작은, 조립 라인의 택트 타임에 따라서 정해지는 소 정의 시간 내에 완료할 필요가 있지만, 전방 유리나 후방 유리와 같은 중량물(「대형 작업물」)을 필요한 각도만큼 소정 시간 내에 회전시키기 위해서는, 회전 동작용의 구동 수단으로서 충분한 구동 특성을 구비한 것을 이용할 필요가 있어, 회전 동작용의 구동 수단이 대형화 및 대중량화되어 버리는 경향에 있었다.

또한, 승강용의 구동 수단은, 상기 지지 수단에 지지되는 파지 수단 및 작업물에 부가하여, 회전 동작용의 구동 수단도 승강시킬 필요가 있다. 이로 인해, 전술한 바와 같이 회전 동작용의 구동 수단이 대형화 및 대중량화가 되면, 승강용의 구동 수단으로서도 승강 능력이 큰 것을 이용할 필요가 있어, 장치가 더욱 대형화 및 대중량화되어 버린다.

따라서, 본 발명에 있어서는, 소형 또한 경량으로 구성할 수 있는 작업물 반송 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시 형태인 작업물 반송 장치는, 작업물을 파지하는 파지구와, 상기 파지구를 이동 가능하게 지지하는 지지 아암을 구비하고, 상기 파지구로 파지한 작업물을 상기 지지 아암에 의해 상기 작업물이 조립 부착되는 작업물 조립 부착 위치까지 반송하는 동시에, 상기 작업물의 자세를 작업물 조립 부착 위치에 따른 자세로 변경하는 장치이다. 이 작업물 반송 장치에 있어서, 상기 지지 아암을, 복수의 링크 부재가 폐루프 형상으로 접속되는 폐루프 링크 기구로 구성하고, 상기 지지 아암의 파지구에 접속되는 한 쌍의 링크 부재 중, 어느 한쪽의 링크 부재에 대한 상기 파지구의 자세를 고정 가능하게 구성한다.

이에 의해, 작업물 반송 장치에는, 작업물의 승강용의 구동 수단과 회전 동작용의 구동 수단 중, 작업물 승강용의 구동 수단의 1종류만을 구비하면 되게 되어, 회전 동작용의 구동 수단이 불필요해지므로, 상기 지지 아암에 의한 지지 중량이 경감되어, 작업물의 승강용의 구동 수단을 소형화 및 경량화할 수 있고, 나아가서는 작업물 반송 장치를 전체적으로 소형화 및 경량화할 수 있다.

또한, 본 발명의 작업물 반송 장치에 있어서는, 상기 지지 아암의 파지구에 접속되는 어느 한쪽의 링크 부재에 대한 상기 파지구의 자세를 고정 가능하게 구성하는 기구는, 상기 한 쌍의 링크 부재 및 상기 파지구를 서로 회전 가능하게 연결하는 연결 부재와, 상기 한 쌍의 링크 부재 중 어느 한쪽과 상기 파지구, 또는 상기 한 쌍의 링크 부재 중 어느 다른 쪽과 상기 파지구를, 선택적으로 상대 회전 불가능하게 접속하는 자세 고정용 접속 부재를 구비하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 상기 파지구의, 상기 한 쌍의 링크 부재 중 어느 한쪽에 대한 자세의 고정을 간단하고 또한 확실하게 행하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 작업물 반송 장치에 있어서는, 상기 파지구는, 상기 한 쌍의 링크 부재 중 자세가 고정되어 있는 링크 부재에 대한 자세를 미세 조절하기 위한 구동 부재를 구비하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 상기 작업물의 작업물 조립 부착 위치에 대한 자세를 고정밀도로 위치 결정할 수 있어, 작업물의 작업물 조립 부착 위치에 대한 조립 부착 품질을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 작업물 반송 장치에 따르면, 작업물의 회전 동작용의 구동 수단이 불필요해지므로, 상기 지지 아암에 의한 지지 중량이 경감되어 작업물의 승강용의 구동 수단을 소형화 및 경량화할 수 있고, 나아가서는 작업물 반송 장치를 전체적으로 소형화 및 경량화할 수 있다.

도 1은 지지 아암이 상하 방향으로 축소된 상태의 작업물 반송 장치를 도시하는 측면도이다.

도 2는 오프셋 링크와 제1 하부 링크의 회전 각도가 고정된 상태에서 지지 아암이 상하 방향으로 신장된 작업물 반송 장치를 도시하는 측면도이다.

도 3은 오프셋 링크와 제2 하부 링크의 회전 각도가 고정된 상태에서 지지 아암이 상하 방향으로 신장된 작업물 반송 장치를 도시하는 측면도이다.

도 4는 회전 각도 고정용 피스톤이 제1 하부 링크의 연결 위치 절환용 구멍 및 오프셋 링크의 연결 위치 절환용 구멍에 삽입된 상태의 지지 아암에 있어서의 하부 관절부를 도시하는 평면 단면도이다.

도 5는 지지 아암에 있어서의 하부 관절부를 도시하는 측면도이다.

도 6은 회전 각도 고정용 피스톤이 제2 하부 링크의 연결 위치 절환용 구멍 및 오프셋 링크의 연결 위치 절환용 구멍에 삽입된 상태의 지지 아암에 있어서의 하부 관절부를 도시하는 평면 단면도이다.

도 7은 오프셋 링크의 제1 하부 링크 및 제2 하부 링크에 대한 각도를 미세 조절하기 위한 각도 미세 조절용 모터를 설치한 지지 아암에 있어서의 하부 관절부를 도시하는 평면 단면도이다.

도 8은 파지구 및 유리의 중량을 지지하고 지지 아암에 걸리는 중량을 캔슬하는 밸런서 기구가 구성된 작업물 반송 장치이며, 밸런서 기구의 와이어에 의해 수평 방향의 힘이 파지구에 가해져 있는 상태의 작업물 반송 장치를 도시하는 측면도이다.

도 9는 파지구 및 유리의 중량을 지지하고 지지 아암에 걸리는 중량을 캔슬하는 밸런서 기구가 구성된 작업물 반송 장치이며, 밸런서 기구의 와이어에 의해 수평 방향의 힘이 파지구에 가해져 있지 않은 상태의 작업물 반송 장치를 도시하는 측면도이다.

도 1에 도시하는 작업물 반송 장치(1)는, 1명의 작업자로는 운반이나 피조립 부착체에 대한 위치 결정 및 장착을 행하는 것이 곤란한 작업물(전방 유리나 후방 유리 등의 이른바「대형 작업물」)을, 작업자의 의도에 따라, 그 작업자와의 협조 작업에 의해 또는 작업물 반송 장치(1) 단독으로 3차원적으로 반송하고, 소정의 위치로 위치 결정하여 조립 부착하는 장치이다.

본 실시 형태에 있어서는, 작업물 반송 장치(1)는, 조립 라인(L) 상을 도 1에 있어서의 좌측으로 흐르는 피조립 부착체인 차체(7)의 후방 윈도 프레임(7a) 및 전방 윈도 프레임(7b)에 대해, 작업물인 유리(5)를 위치 결정하여 조립 부착한다. 작업물 반송 장치(1)는, 파지구(20)와, 지지 아암(10)과, 주행 대차(40)와, 제어 장치(80)를 구비한다. 파지구(20)는 유리(5)를 파지한다. 지지 아암(10)은, 파지구(20)를 3차원적으로 이동 가능하게 지지한다. 주행 대차(40)는 지지 아암(10)의 상방에 배치되고, 지지 아암(10)을 조립 라인(L)과 평행한 방향으로 이동 가능하게 지지한다. 제어 장치(80)는 지지 아암(10) 등의 동작을 제어한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 작업물 반송 장치(1)는 유리(5)를 차체(7)의 후방 윈도 프레임(7a) 및 전방 윈도 프레임(7b)에 대해 설치하여 조립 부착하는 장치이지만, 사이드 유리 등의 다른 유리 부재를 조립 부착하는 장치에 적용할 수도 있고, 나아가서는 보닛 등의 다른 부재를 조립 부착하는 장치에 적용하는 것도 가능하다.

주행 대차(40)는, 대차 본체(41)와, 복수의 차륜(42, 42 …)을 구비한다. 복수의 차륜(42, 42 …)은 대차 본체(41)에 장착되고, 조립 라인(L)의 흐름 방향과 평행하게 부설되는 주행 레일(9)에 계지된다. 주행 대차(40)는, 차륜(42, 42 …)이 주행 레일(9)에 계지됨으로써 주행 레일(9)에 지지된다.

이와 같이, 주행 레일(9)에 지지되는 주행 대차(40)는 주행 레일(9)을 따라[즉, 조립 라인(L)의 흐름 방향을 따라] 주행 가능하다.

지지 아암(10)은, 예를 들어 제1 상부 링크(11), 제2 상부 링크(12), 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14)가 사변 형상으로 접속된 폐루프 링크 기구로 구성된다. 제1 상부 링크(11)의 일단부와 제2 상부 링크(12)의 일단부가 대차 본체(41)에 지지되는 상부 관절(15)에 의해 접속되고, 제1 하부 링크(13)의 타단부와 제2 하부 링크(14)의 타단부가 하부 관절(18)에 의해 접속되고, 제1 상부 링크(11)의 타단부와 제1 하부 링크(13)의 일단부가 제1 중간 관절(16)에 의해 접속되고, 제2 상부 링크(12)의 타단부와 제2 하부 링크(14)의 일단부가 제2 중간 관절(17)에 의해 접속된다.

상부 관절(15)은 제1 상부 링크(11) 및 제2 상부 링크(12)를 조립 라인(L) 방향으로 회전 구동 가능하게 지지하는 구동 관절이며, 제1 상부 링크(11)를 상부 관절(15)을 중심으로 회전 구동하는 모터, 및 제2 상부 링크(12)를 상부 관절(15)을 중심으로 회전 구동하는 모터를 구비한다.

하부 관절(18)에는, 파지구(20)의 본체(21)로부터 연장되는 오프셋 링크(22)가 접속되어 있고, 하부 관절(18)은 오프셋 링크(22)를, 하부 관절(18)을 중심으로 하여 조립 라인(L) 방향으로 회전 가능하다.

또한, 오프셋 링크(22)는 오프셋 링크(22)에 접속되는 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14) 중 어느 한쪽에 대한 회전 각도(즉, 자세)를 선택적으로 고정 가능하다.

또한, 제1 중간 관절(16)은, 제1 상부 링크(11)와 제1 하부 링크(13)를 조립 라인(L) 방향으로 회전 가능하게 접속하는 비구동 관절이고, 제2 중간 관절(17)은 제2 상부 링크(12)와 제2 하부 링크(14)를 조립 라인(L) 방향으로 회전 가능하게 접속하는 비구동 관절이다.

또한, 지지 아암(10)은, 본 실시 형태에서는 4개의 링크 부재를 사변 형상으로 접속한 폐루프 링크 기구로 구성되지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 개수의 링크 부재를 폐루프 형상으로 구성한 것이라도 좋고, 하부 관절(18)에 의해 오프셋 링크(22)에 접속되는 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14)와 같이 오프셋 링크(22)에 접속되는 한 쌍의 링크 부재를 구비한 것이면 좋다.

파지구(20)는 그 본체(21)에 유리(5)를 파지하기 위한 파지 부재인 복수의(본 실시 형태에서는 4개) 흡착 패드(30, 30, 30, 30)를 구비한다.

또한, 흡착 패드(30)는, 본 실시 형태에서는 사변형으로 형성되는 유리(5)의 변의 수에 맞추어 4군데에 설치되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 3군데에 설치하거나, 4군데보다도 많이 설치하는 것도 가능하다.

제어 장치(80)는 상부 관절(15)에 구비되는 모터를 회전 구동하여 지지 아암(10)의 구동의 제어나, 파지구(20)의 흡착 패드(30)에 의한 유리(5)의 흡착이나 흡착 해제의 절환 등의 제어를 행한다.

이와 같이 구성되는 작업물 반송 장치(1)에 있어서는, 예를 들어 유리(5)를 차체(7)의 후방 윈도 프레임(7a)에 장착하는 경우, 다음과 같이 하여 장착이 행해진다.

우선, 도 1에 도시하는 바와 같이, 주연부에 접착제(6)가 도포된 상태의 유리(5)를 흡착 패드(30, 30 …)로 파지한 파지구(20)를 지지 아암(10)에 의해 높은 곳에 보유 지지한 상태에서, 주행 대차(40)가 주행 레일(9)을 따라 주행하여, 유리(5)를 차체(7)의 후방 윈도 프레임(7a)의 근방까지 반송한다.

즉, 유리(5)를 차체(7)까지 반송할 때에는, 지지 아암(10)은 상하 방향의 치수가 줄어드는 방향으로 회전 구동되어[즉, 제1 상부 링크(11) 및 제2 상부 링크(12)가, 폐쇄 링크 루프의 내측에 있어서의 양자의 각도가 커지는 방향으로 회전 구동되어], 유리(5)는 높은 곳으로 상승한 상태로 유지된다.

또한, 유리(5)는 높은 곳으로 상승한 상태에 있어서, 대략 수평인 자세로 파 지구(20)에 파지된다.

이 경우, 유리(5)의 주행 레일(9)을 따른 반송은, 작업자가 파지구(20)를 파지하여 이동시키는 동작에 추종하여 주행 대차(40)가 주행 레일(9) 상을 주행하는 구성, 또는 주행 대차(40)가 주행 레일(9)을 따라 자주(自走)하는 구성 등을 채용할 수 있다.

유리(5)가, 차체(7)에 있어서의 후방 윈도 프레임(7a)의 위치까지 반송되면, 지지 아암(20)이 상하 방향으로 신장되도록 [즉, 제1 상부 링크(11)와 제2 상부 링크(12)의 폐쇄 링크 루프의 내측에 있어서의 각도가 작아지는 방향으로] 구동되어, 유리(5)가 하강한다.

여기서, 유리(5)를 차체(7)의 후방 윈도 프레임(7a)에 장착하는 경우, 작업물 반송 장치(1)에 있어서는, 오프셋 링크(22)의 제1 하부 링크(13)에 대한 회전 각도(θ1)가 고정된다. 또한, 오프셋 링크(22)의 제2 하부 링크(14)에 대한 회전 각도(θ2)는 고정되어 있지 않아, 오프셋 링크(22)는 제2 하부 링크(14)에 대해 회전 가능하다.

지지 아암(20)이 상하 방향으로 신장되도록 구동되어 유리(5)가 하강해 가면, 도 2에 도시하는 바와 같이 지지 아암(20)의 각 링크(11, 12, 13, 14)는 수평 방향으로 누운 자세로부터 수직 방향으로 기립하는 자세로 서서히 변화된다. 여기서, 오프셋 링크(22)는 제1 하부 링크(13)에 대한 회전 각도(θ1)가 고정되므로, 이 오프셋 링크(22)에 접속되는 파지구(20)에 파지된 유리(5)는, 하부 관절(18)을 중심으로 하여 우측 방향으로 회전하여, 좌측 단부가 높은 곳에 위치하는 동시에 우측 단부가 낮은 곳에 위치하는 좌측으로의 경사 자세가 된다(도 2 참조).

이 경우, 유리(5)가 후방 윈도 프레임(7a)의 위치에 대응한 높이로 될 때까지 하강하면, 후방 윈도 프레임(7a)의 수평 방향으로부터의 경사 각도와 유리(5)의 수평 방향으로부터의 경사 각도가 대략 일치하도록 회전 각도(θ1) 등이 설정된다.

이와 같이, 유리(5)가 후방 윈도 프레임(7a)의 위치에 대응한 높이 위치까지 하강한 후, 작업자에 의해 유리(5)가 후방 윈도 프레임(7a)에 끼움 삽입된다.

또한, 유리(5)는 후방 윈도 프레임(7a)측으로 압박되어, 유리(5)의 주연부에 도포된 접착제(6)가 유리(5)와 후방 윈도 프레임(7a)의 사이에서 눌러 찌부러져, 유리(5)가 후방 윈도 프레임(7a)에 장착된다.

또한, 유리(5)를 차체(7)의 전방 윈도 프레임(7b)에 장착하는 경우도 마찬가지로, 지지 아암(20)을 상하 방향으로 신장되도록 구동하여 유리(5)를 하강시키지만, 이 경우는 오프셋 링크(22)의 제2 하부 링크(14)에 대한 회전 각도(θ2)가 고정되어 있고, 오프셋 링크(22)의 제1 하부 링크(13)에 대한 회전 각도(θ1)는 고정되지 않아, 오프셋 링크(22)가 제1 하부 링크(13)에 대해 회전 가능하다.

따라서, 도 3에 도시하는 바와 같이, 지지 아암(20)의 신장 동작에 의해 하강한 유리(5)는, 하부 관절(18)을 중심으로 하여 좌측 방향으로 회전하여, 우측 단부가 높은 곳에 위치하는 동시에 좌측 단부가 낮은 곳에 위치하는 우측으로의 경사 자세가 된다.

이 경우, 유리(5)가 전방 윈도 프레임(7b)의 위치에 대응한 높이 위치까지 하강하면, 후방 윈도 프레임(7a)의 수평 방향으로부터의 경사 각도와 유리(5)의 수 평 방향으로부터의 경사 각도가 대략 일치하도록 회전 각도(θ2) 등이 설정된다.

이와 같이, 오프셋 링크(22)는 하부 관절(18)에 의해 접속되는 한 쌍의 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14) 중 어느 한쪽에 대한 회전 각도(θ1, θ2)를 고정 가능하게 구성된다.

다음에, 이 회전 각도(θ1) 및 회전 각도(θ2)를 고정 가능하게 하고 있는 구조에 대해 설명한다.

도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 제1 하부 링크(13), 제2 하부 링크(14) 및 오프셋 링크(22)는, 하부 관절(18)의 회전 중심축 방향에 있어서, 제1 하부 링크(13)와 제2 하부 링크(14)의 사이에 오프셋 링크(22)가 개재되도록 배치되고, 제1 하부 링크(13), 제2 하부 링크(14) 및 오프셋 링크(22)에 있어서의 하부 관절(18) 부분[제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14)에 대해서는 하단부, 오프셋 링크(22)에 대해서는 상단부]에는, 각각 소정 폭의 원호 형상을 갖는 미끄럼 이동 구멍(13a, 13a), 미끄럼 이동 구멍(14a, 14a) 및 미끄럼 이동 구멍(22a, 22a)이 형성된다.

미끄럼 이동 구멍(13a, 14a, 22a)은 각각 하부 관절(18)에 있어서의 회전 중심축 방향으로 제1 하부 링크(13), 제2 하부 링크(14) 및 오프셋 링크(22)를 관통하도록 형성된다.

또한, 미끄럼 이동 구멍(13a, 14a, 22a)은 단수 부위 또는 복수 부위로 형성할 수 있고, 본 실시 형태의 경우는 각각 2군데에 형성하고 있다.

미끄럼 이동 구멍(13a, 14a, 22a)에는 연결 샤프트(18a)가 삽입되어 있고, 연결 샤프트(18a)에 의해 하부 관절(18)의 부분에 있어서의 제1 하부 링크(13)와 제2 하부 링크(14)와 오프셋 링크(22)가 서로 연결된다.

연결 샤프트(18a)는 미끄럼 이동 구멍(13a, 14a, 22a) 내를 구멍의 원호 형상을 따라 미끄럼 이동 가능하다.

이에 의해, 제1 하부 링크(13), 제2 하부 링크(14) 및 오프셋 링크(22)는 하부 관절(18)의 부분을 중심으로 하여 서로 회전 가능하게 연결된다.

이와 같이, 연결 샤프트(18a)는 제1 하부 링크(13), 제2 하부 링크(14) 및 오프셋 링크(22)를 서로 회전 가능하게 연결하는 연결 부재로서 작용한다.

또한, 2군데에 배치되는 각 연결 샤프트(18a)의 제1 하부 링크(13)측 단부는 각각 스토퍼(18b)에 접속되어 있고, 제2 하부 링크(14)측 단부는 각각 스토퍼(18c)에 접속된다.

이와 같이, 각 연결 샤프트(18a)의 양단부가 스토퍼(18b, 18c)에 접속됨으로써, 연결 샤프트(18a)가 미끄럼 이동 구멍(13a, 14a, 22a)으로부터 빠져 나오는 것을 방지하는 동시에, 한쪽의 연결 샤프트(18a)와 다른 쪽의 연결 샤프트(18a)의 상대 위치를 고정하고 있다. 본 실시 형태의 경우, 각 연결 샤프트(18a)가, 각각 삽입되는 미끄럼 이동 구멍(13a, 14a, 22a)과 동일한 위상 위치에 위치하도록 그 상대 위치가 설정된다.

또한, 제1 하부 링크(13), 제2 하부 링크(14) 및 오프셋 링크(22)에 있어서의 연결 샤프트(18a)의 내주측에는, 각 링크(13, 14, 22)를 회전 중심축 방향으로 관통하는 연결 위치 절환용 구멍(13b, 14b, 22b)이 각각 형성된다.

각 연결 위치 절환용 구멍(13b, 14b, 22b)은, 그 단면 형상이, 원의 일부를 직선적으로 절결한 형상(1면따기된 원 형상)으로 형성된다(도 5 참조).

하부 관절(18)에는, 고정용 플런저(19)가 구비된다. 고정용 플런저(19)는 그 단면 형상이 연결 위치 절환용 구멍(13b, 14b, 22b)의 형상에 맞추어 1면따기된 원 형상으로 형성되는 기둥 형상 부재인 회전 각도 고정용 피스톤(19a)과, 회전 각도 고정용 피스톤(19a)의 일단부측으로부터 연장되는 지지 핀(19b)과, 지지 핀(19b)을 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 지지하는 지지체(19c)로 구성된다.

지지체(19c)는 제1 하부 링크(13), 제2 하부 링크(14) 및 오프셋 링크(22)에 대한 회전 중심축 방향의 위치가 고정된 상태로 설치된다.

회전 각도 고정용 피스톤(19a)은 지지 핀(19b)이 지지체(19c) 내를 미끄럼 이동함으로써, 제1 하부 링크(13), 제2 하부 링크(14) 및 오프셋 링크(22)에 대한 회전 중심축 방향의 위치를 변경 가능하게 구성된다.

회전 각도 고정용 피스톤(19a)은, 그 길이를, 이하의 (1) 및 (2)의 조건을 만족하도록 설정된다. (1) 제1 하부 링크(13)와 오프셋 링크(22)의 간극 치수보다도 길고, 또한 그 간극 치수와 제1 하부 링크(13)의 두께 치수와 오프셋 링크(22)의 두께 치수를 더한 길이보다도 짧은 치수. (2) 제2 하부 링크(14)와 오프셋 링크(22)의 간극 치수보다도 길고, 또한 그 간극 치수와 제2 하부 링크(14)의 두께 치수와 오프셋 링크(22)의 두께 치수를 더한 길이보다도 짧은 치수.

따라서, 회전 각도 고정용 피스톤(19a)은, 지지 핀(19b)의 지지체(19c) 내에 있어서의 미끄럼 이동 위치에 의해, (1) 연결 위치 절환용 구멍(13b, 22b)의 양쪽 에 삽입되고, 또한 양단부가 연결 위치 절환용 구멍(13b, 22b)으로부터 비어져 나오지 않는 상태가 되는 위치(도 4에 도시하는 위치), (2) 연결 위치 절환용 구멍(14b, 22b)의 양쪽에 삽입되고, 또한 양단부가 연결 위치 절환용 구멍(14b, 22b)으로부터 비어져 나오지 않는 상태가 되는 위치(도 6에 도시하는 위치)에 선택적으로 배치 가능하다.

즉, 회전 각도 고정용 피스톤(19a)은, (1) 연결 위치 절환용 구멍(13b, 22b)의 양쪽에 삽입되지만 연결 위치 절환용 구멍(14b)에는 삽입되어 있지 않은 상태(도 4에 도시하는 상태)와, (2) 연결 위치 절환용 구멍(14b, 22b)의 양쪽에 삽입되지만 연결 위치 절환용 구멍(13b)에는 삽입되어 있지 않은 상태(도 6에 도시하는 상태)를 절환하는 것이 가능하고, 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14) 중 어느 한쪽과 파지구(20), 또는 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14) 중 어느 다른 쪽과 파지구(20)를, 선택적으로 상대 회전 불가능하게 접속하는 자세 고정용 접속 부재로서 작용한다.

회전 각도 고정용 피스톤(19a)은, 그 단면 형상이 연결 위치 절환용 구멍(13b, 14b, 22b)의 형상에 맞추어 1면따기된 원 형상으로 형성되므로, 각 연결 위치 절환용 구멍(13b, 14b, 22b)에 삽입된 상태에서는, 연결 위치 절환용 구멍(13b, 14b, 22b)에 대해 회전할 수 없어, 회전 각도 고정용 피스톤(19a)의 각 연결 위치 절환용 구멍(13b, 14b, 22b)에 대한 회전 방향의 위상이 고정된다.

따라서, (1) 도 4에 도시한 회전 각도 고정용 피스톤(19a)이 연결 위치 절환용 구멍(13b, 22b)에 삽입되는 상태에서는, 제1 하부 링크(13)와 오프셋 링크(22) 의 회전 각도(θ1)가 고정되고, (2) 도 6에 도시한 회전 각도 고정용 피스톤(19a)이 연결 위치 절환용 구멍(14b, 22b)에 삽입되는 상태에서는, 제2 하부 링크(14)와 오프셋 링크(22)의 회전 각도(θ2)가 고정된다.

또한, 회전 각도 고정용 피스톤(19a)의 회전 중심축 방향의 미끄럼 이동 위치는, 제어 장치(80)에 의해 제어 가능하다.

이상과 같은 구성에 의해, 작업물 반송 장치(1)에서는, 제1 하부 링크(13)와 오프셋 링크(22)의 회전 각도(θ1) 및 제2 하부 링크(14)와 오프셋 링크(22)의 회전 각도(θ2) 중 어느 하나를 선택적으로 고정 가능하고, 지지 아암(20)이 상하로 신장되는 방향으로 구동되어 유리(5)가 하강하였을 때에, 도 2에 도시하는 바와 같이, 파지구(20)의 경사 자세를 좌측으로의 경사 자세로 하는 경우에는, 회전 각도(θ1)가 고정되도록 회전 각도 고정용 피스톤(19a)의 미끄럼 이동 위치를 제어하고, 마찬가지로 유리(5)가 하강하였을 때에, 도 3에 도시하는 바와 같이, 파지구(20)의 경사 자세를 우측으로의 경사 자세로 하는 경우에는, 회전 각도(θ2)가 고정되도록 회전 각도 고정용 피스톤(19a)의 미끄럼 이동 위치를 제어하면 좋다.

이와 같이, 작업물 반송 장치(1)에 있어서는, 제1 하부 링크(13)와 오프셋 링크(22)의 회전 각도(θ1) 및 제2 하부 링크(14)와 오프셋 링크(22)의 회전 각도(θ2) 중 어느 하나를 선택적으로 고정 가능하게 하고, 지지 아암(10)의 동작과 연동하여 파지구(20)의 경사 자세가 자동적으로 변동되도록 구성하고 있으므로, 파지구(20)[유리(5)]를 회전시켜 그 경사 자세를 바꾸기 위한 모터 등의 구동 수단을 별도로 설치하는 것은 불필요하다.

따라서, 작업물 반송 장치(1)에는, 작업물의 승강용의 구동 수단과 회전 동작용의 구동 수단 중, 작업물 승강용의 구동 수단의 1종류만을 구비하면 되게 된다.

또한, 회전 동작용의 구동 수단이 불필요해짐으로써 지지 아암(10)에 의한 지지 중량이 경감되므로, 작업물의 승강용의 구동 수단[상부 관절(15)에 설치되는 모터]을 소형·경량화하는 것이 가능해진다.

또한, 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14) 중 어느 한쪽에 대한 파지구(20)의 자세를 고정 가능하게 구성하는 기구는, 주로 제1 하부 링크(13), 제2 하부 링크(14) 및 오프셋 링크(22)를 서로 회전 가능하게 연결하는 연결 샤프트(18a)와, 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14) 중 어느 한쪽과 파지구(20)를, 또는 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14) 중 어느 다른 쪽과 파지구(20)를 선택적으로 상대 회전 불가능하게 접속하는 회전 각도 고정용 피스톤(19a)에 의해 구성되므로, 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14) 중 어느 한쪽에 대한 자세의 고정을 간단하고 또한 확실하게 행하는 것이 가능해진다.

또한, 회전 각도(θ1) 및 회전 각도(θ2)를 고정 가능하게 한 구성에 있어서는, 다음과 같이 하여 오프셋 링크(22)의 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14)에 대한 각도를 미세 조절할 수도 있다.

구체적으로는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 하부 관절(18)의 일부에 각도 미세 조절용 모터(61)를 설치한다. 이 각도 미세 조절용 모터(61)에 의해 각도 고정된 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14)에 대한 오프셋 링크(22)의 회전 각도 를 미세 조절 가능하다.

보다 구체적으로는, 오프셋 링크(22)를, 이너 링크(22A)와 그 외주측에 배치되는 아우터 링크(22B)로 구성하고, 아우터 링크(22B)로 파지구(20)를 지지한다.

이너 링크(22A)와 아우터 링크(22B)는 회전 중심축을 중심으로 하여 상대적으로 회전 가능하다.

또한, 아우터 링크(22B)의 외주는 풀리 형상으로 형성되어 있고, 아우터 링크(22B)와 각도 미세 조절용 모터(61)의 구동축(61a)의 사이에 구동용 벨트(62)를 권회하여, 각도 미세 조절용 모터(61)에 의해 아우터 링크(22B)가 회전 구동된다.

또한, 미끄럼 이동 구멍(22a) 및 연결 위치 절환용 구멍(22b)은 이너 링크(22A)에 형성되고, 이너 링크(22A)가 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14)와 연결된다.

또한, 이너 링크(22A)의 제1 하부 링크(13) 및 제2 하부 링크(14)에 대한 회전 각도(θ1) 및 회전 각도(θ2)가, 회전 각도 고정용 피스톤(19a)에 의해 고정 가능하다.

또한, 각도 미세 조절용 모터(61)의 본체 부분은 이너 링크(22A)측에 고정된다.

또한, 제1 하부 링크(13), 제2 하부 링크(14) 및 고정용 플런저(19) 등, 다른 부재는 전술과 동일하므로 생략한다.

이와 같이 구성함으로써, 예를 들어 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 하부 링크(13)와 오프셋 링크(22)의 회전 각도(θ1)를 고정하여 유리(5)를 후방 윈도 프 레임(7a)에 조립 부착할 때에, 지지 아암(10)을 상하 방향으로 신장하여 유리(5)를 하강시키고, 유리(5)를 후방 윈도 프레임(7a)의 높이 위치까지 이동시켰을 때에, 후방 윈도 프레임(7a)의 경사 각도와 유리(5)의 경사 각도가 약간 상이하였다고 해도, 각도 미세 조절용 모터(61)를 구동시켜 아우터 링크(22B)를 이너 링크(22A)에 대해 회전시킴으로써, 유리(5)의 경사 각도를 미세 조절하여, 후방 윈도 프레임(7a)의 경사 각도와 일치시키는 것이 가능해진다.

즉, 이너 링크(22A)의 제1 하부 링크(13)에 대한 회전 각도(θ1)는 고정되지만, 각도 미세 조절용 모터(61)에 의해 아우터 링크(22B)를 이너 링크(22A)에 대해 회전시킴으로써, 제1 하부 링크(13)에 대한 파지구(20)[유리(5)]의 자세를 미세 조절하는 것이 가능하다.

이에 의해, 유리(5)의 후방 윈도 프레임(7a)에 대한 자세를 고정밀도로 위치 결정할 수 있어, 유리(5)의 후방 윈도 프레임(7a)에 대한 조립 부착 품질을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 작업물 반송 장치(1)는, 다음과 같이 구성할 수도 있다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는 작업물 반송 장치(1)는 다음과 같은 밸런서 기구를 구비한다. 이 밸런서 기구는, 주행 대차(40)와 파지구(20)의 사이에 와이어(73)를 현가하여, 주행 대차(40)에 의해 와이어(73)를 통해 파지구(20) 및 유리(5)의 중량을 지지함으로써, 지지 아암(10)의 동작시에 지지 아암(10)에 걸리는 중량을 캔슬하여, 지지 아암(10)에 있어서의 상부 관절(15)에 설치되는 모터에 가해지는 부하를 저감한다.

와이어(73)의 일단부는 주행 대차(40)의 대차 본체(41)에 접속되고, 타단부는 파지구(20)에 접속된다.

대차 본체(41)에는 밸런서 실린더(71)가 장착된다. 밸런서 실린더(71)는 실린더 본체(71a)와 실린더 본체(71a)에 대해 신축 가능한 피스톤(71b)과 피스톤(71b)의 선단부에 장착되는 풀리(71c)를 구비한다. 피스톤(71b)은 대략 수평 방향으로 신축 동작한다.

또한, 대차 본체(41)에도 풀리(72)가 설치되어 있고, 풀리(71c) 및 풀리(72)에 와이어(73)가 권회된다.

이와 같이, 풀리(71c, 72)에 권회된 와이어(73)는 밸런서 실린더(71)의 피스톤(71b)을 신축 동작함으로써, 풀리(72)와 파지구(20)의 사이의 길이가 변화된다. 이와 같이, 와이어(73)의 길이를 지지 아암(10)에 의한 유리(5)의 승강 동작에 대응하여 변화시킴으로써 지지 아암(10)의 동작 상태에 관계없이[지지 아암(10)이 상하 축소 상태에 있어 유리(5)가 상승 상태에 있거나, 또는 지지 아암(10)이 상하 신장 상태에 있어 유리(5)가 하강 상태에 있음에 관계없이], 지지 아암(10)에 걸리는 중량을 효과적으로 저감(캔슬)할 수 있다.

여기서, 전술한 바와 같은 밸런서 기구에 있어서, 가령 실린더(71) 및 풀리(72)의 조립 라인(L) 방향의 위치가 고정되어 있었다고 하면, 도 8에 도시하는 바와 같이, 지지 아암(10) 하단부[또는 파지구(20)]의 조립 라인(L) 방향의 위치에 따라서는, 와이어(73)에 있어서의 풀리(72)로의 권회 부분과, 파지구(20)로의 접속 부분과의 조립 라인(L) 방향의 위치가 어긋나 버리는 경우가 있다.

즉, 풀리(72)보다 하방의 와이어(73)가, 수직 하방으로부터 경사각(θa)만큼 경사진 상태에서 파지구(20) 및 유리(5)를 지지하게 된다.

이러한 상태에서는, 파지구(20)에 접속되는 와이어(73)에는, 와이어(73)를 따라 와이어 하중(F)이 가해져 있지만, 와이어(73)가 수직 방향으로부터 경사각(θa)만큼 경사져 있음으로써, 파지구(20)에의 와이어(73)의 접속점에는 와이어 하중(F)의 수평 성분(Fsinθa)이 가해져 있다.

이와 같이, 유리(5)를 전방 윈도 프레임(7b) 등에 조립 부착할 때에, 파지구(20)에 수평 성분(Fsinθa)이 가해져 있으면, 작업자가 파지구(20)를 조작하는 조작력이 제어 장치(80)에 적정하게 반영되지 않아, 지지 아암(10)의 동작 등의 제어가 불안정해질 우려가 있다.

따라서, 본 실시 형태의 작업물 반송 장치(1)에 있어서는, 실린더(71)를 대차 본체(41)에 대해 조립 라인(L) 방향으로 이동 가능하게 장착하여, 지지 아암(10)의 동작 상태(자세)에 관계없이, 파지구(20)에 수평 성분(Fsinθa)이 가해지지 않도록 구성하고 있다.

구체적으로는, 실린더(71) 및 풀리(72)를, 가이드 레일(74) 등에 의해 구성되는 미끄럼 이동 부재를 통해 대차 본체(41)에 장착하고, 풀리(72)보다 하방의 와이어(73)에 수평 방향의 힘이 가해졌을 때에는 그 힘을 없애는 방향으로, 실린더(71) 및 풀리(72)가 일체적으로 이동한다.

이와 같이 구성함으로써, 도 8에 도시하는 바와 같이, 가령 와이어(73)가 수직 방향으로부터 경사져 파지구(20)에 수평 성분(Fsinθa)이 가해졌다고 해도, 도 9에 도시하는 바와 같이, 실린더(71)가 그 수평 성분(Fsinθa)을 없애는 방향으로 이동하여, 파지구(20)에 수평 성분(Fsinθa)이 가해지지 않는다.

또한, 이 경우는, 실린더(71)는 와이어(73)가 풀리(72)로부터 직하방으로 연장되게 되는 위치까지 이동한다.

이와 같이, 지지 아암(10)의 동작 상태에 관계없이, 와이어(73)의 파지구(20)에 있어서의 접속점의 직상방에 풀리(72)가 위치하도록 구성함으로써, 와이어(73)를 수직으로 현수할 수 있고, 파지구(20)에 수평 방향의 힘이 가해지는 것을 방지하여, 안정적으로 파지구(20)의 반송이나 자세 제어를 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

본 발명은, 파지한 상태의 작업물을 작업물 조립 부착 위치까지 반송하는 동시에, 상기 작업물의 자세를 작업물 조립 부착 위치에 따른 자세로 변경하는 작업물 반송 장치에 적용 가능하다.

Claims

작업물을 파지하는 파지구와,

상기 파지구를 이동 가능하게 지지하는 지지 아암을 구비하고,

상기 파지구로 파지한 작업물을 상기 지지 아암에 의해 상기 작업물이 조립 부착되는 작업물 조립 부착 위치까지 반송하는 동시에, 상기 작업물의 자세를 작업물 조립 부착 위치에 따른 자세로 변경하는 작업물 반송 장치이며,

상기 지지 아암을, 복수의 링크 부재가 폐루프 형상으로 접속되는 폐루프 링크 기구로 구성하고,

상기 지지 아암의 파지구에 접속되는 한 쌍의 링크 부재 중, 어느 한쪽의 링크 부재에 대한 상기 파지구의 자세를 고정 가능하게 구성하는 것을 특징으로 하는 작업물 반송 장치.
제1항에 있어서, 상기 지지 아암의 파지구에 접속되는 어느 한쪽의 링크 부재에 대한 상기 파지구의 자세를 고정 가능하게 구성하는 기구는,

상기 한 쌍의 링크 부재 및 상기 파지구를 서로 회전 가능하게 연결하는 연결 부재와,

상기 한 쌍의 링크 부재 중 어느 한쪽과 상기 파지구, 또는 상기 한 쌍의 링크 부재 중 어느 다른 쪽과 상기 파지구를, 선택적으로 상대 회전 불가능하게 접속하는 자세 고정용 접속 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 작업물 반송 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파지구에는, 상기 한 쌍의 링크 부재 중 자세가 고정되어 있는 링크 부재에 대한 자세를 미세 조절하기 위한 구동 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 작업물 반송 장치.